Edificio EXPO, c/ Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla - Spain Telephone: direct line (+34-95) 4488-284, switchboard 4488-318. Fax: 4488-426. Internet: http://eippcb.jrc.es; Email: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int

Documentul de referinta asupra

Celor Mai Bune Tehnici Disponibile pentru Managementul Sterilului şi a Sedimentelor Reziduale rezultate din

Activităţile Miniere

MINISTERUL MEDIULUI SI GOSPODARIRII APELOR DIN ROMANIA

AGENTIA NATIONALA DE PROTECTIA MEDIULUI

Bucuresti, Aleea Lacul Morii nr. 151, sector 6, cod 060841 Tel: +40-21-493 4350; +40-746-22 66 55; fax: +40-21-493 4350

e-mail: office@anpm.ro; www.anpm.ro

Edificio EXPO, c/ Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla - Spain Telephone: direct line (+34-95) 4488-284, switchboard 4488-318. Fax: 4488-426. Internet: http://eippcb.jrc.es; Email: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int

Ministerul Mediului si Gospodaririi Apelor a convenit un proiect bilateral impreuna cu Ministerul Federal al Germaniei pentru Mediu, Protectia Naturii si Siguranta Nucleara pentru a organiza si finanta impreuna o traducere in romana a documentelor BAT selectate (Cele Mai Bune Tehnici Disponibile din Documentele de Referinta), elaborate in cadrul schimbului de informatii conform articolului 16 alin. 2 Directiva 1996/61/CE asupra prevenirii si reducerii integrate a poluarii mediului (Directiva IPPC) (Procesul de la Sevilia). In acest fel se va imbunatati utilitatea informatiilor publice ale Comisiei Europene atat pentru autoritatile romane de reglementare si operatorii instalatiilor cat si pentru publicul interesat.

Agentia Nationala Romana de Protectia Mediului (National Environmental Protection Agency-NEPA) si Agentia Federala de Mediu din Germania (UBA) ca organe nationale de coordonare pentru lucrarile BAT precum si GTZ au fost implicate de catre ambele ministere in implementarea conventiei bilaterale.

In total au fost traduse sapte documente BAT. Suplimentar s-au desfasurat in Romania in perioada octombrie 2006 – martie 2007 de catre GZT impreuna cu specialisti din cadrul Agentiei Federale de Mediu si din landurile federale sapte seminarii speciale pentru prezentarea si discutarea acestor documente BAT, fiecare dintre acestea fiind corelate cu vizite la instalatiile corespunzatoare din Romania.

Traducerile acestor documente auf fost elaborate cu grija si au fost verificate de catre experti din cadrul MMGA si ANPM. Cu toate acestea traducerile romanesti nu reprezinta traduceri oficiale ale textelor originale din engleza. De aceea in cazuri contradictorii trebuie sa se utilizeze versiunea in engleza publicata de Comisia Europeana.

Aceste documente se pot accesa de pe website-ul Agentiei Nationale de Mediu din Romania (ANPM) (www.anpm.ro) (cuvant de ordine „Cele mai bune tehnici disponibile “).

Acest document este unul dintr-o serie de documente deja publicate după cum se poate vedea din lista de mai jos (la momentul publicării acestui document, nu toate documentele constitutive au fost introduse):

Denumire completă Codul BREF

Documentaţie referitoare la cele mai bune tehnici existente pentru Creşterea Păsărilor şi a Porcilor ILF

Documentaţie referitoare la principiile generale de monitorizare MON

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente de Tăbăcire a Pieilor TAN

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria de Fabricare a Sticlei GLS

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria Pastei de Lemn şi a Hârtiei PP

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Producerea de Font şi Oţel I&S

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria de Fabricare Cimentului şi a Varului

CL

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Sistemele Industriale de Răcire CV

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria de Fabricare a Clorurilor şi Bazelor

CAK

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria de Procesare a Metalelor Feroase

FMP

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria Metalelor Neferoase NFM

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Industria Textilă TXT

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Ţiţei şi Rafinării REF

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria Chimică Organică de Volum Mare

LVOC

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Tratarea şi Administrarea Sistemelor de Apă Reziduală şi de evacuare a Gazelor în Sectorul Chimic

CWW

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industriile Mâncării, Băuturii şi Laptelui FM

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria Fierăriei, Topitoriei şi Turnătoriei

SF

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente legate de Emisiile Poluante Rezultatele din Depozitare

ESB

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Economie şi Efectele Cross-Media ECM

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Instalatiile Mari de Ardere LCP

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Abatoare şi Produse Animale SA

Documentaţie referitoare la Cele Mai Bune Tehnici Existente pentru Administrarea Sterilului şi a Pietrei reziduale rezultate din Activităţile Miniere

MTWR

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Tratarea Suprafeţelor Metalice STM

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Industriile de Tratare a Deşeurilor WT

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Producerea de Chimicale. Anorganice de Volum Mare (Amoniac, Acizi şi Îngrăşăminte Chimice)

LVIC-AAF

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Incinerarea Deşeurilor WI

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Producerea de Polimeri POL

Documentul de referinta referitor la Tehnicile de Eficientizare a Energiei ENE

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Producerea de Chimicale Organice OFC

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Producerea de Chimicale Speciale Anorganice

SIC

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL 4

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Tratarea Suprafeţelor folosind Solvenţi

STS

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente pentru Producerea de Chimicale cu volum mare anorganic (Solide şi Altele)

LVIC-S

Documentul de referinta pentru cele mai bune tehnici existente în Industria de Ceramică CER

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 i

SUMAR Scopul acestei lucrări Această lucrare acoperă activităţi legate de managementul sterilului şi sedimentelor rezultate din mineritul diferitelor minereuri care au un impact potenţial important asupra mediului. În deosebi lucrarea a căutat activităţi care pot fi date exemplu ca fiind “bine administrate”. Tehnicile de minerit şi modul de procesare a minereului sunt privite ca fiind relevante doar pentru managementul sterilului şi sedimentelor. Dorinţa este de a creşte gradul de înţelegere a unor astfel de practici şi de a încuraja folosirea lor în toate activităţile din acest sector. Punctul de pornire a acestei lucrări şi dezvoltarea concretă a acestui document este reprezentat de Comunicatul din partea Comisiei Europene COM(2000) 664 ce se referă la “Modul de lucru în siguranţa în activităţile miniere”. Acest comunicat a apărut ca un răspuns la alunecările de teren provocate de steril în Aznalcollar şi în Baia Mare şi a propus crearea unui plan de recuperare a zonelor respective, care includea elaborarea unui Document de Referinţă BAT bazat pe un schimb de informaţii dintre Statele Membre ale Uniunii Europene şi industria minieră. Acest document este rezultatul acestui schimb de informaţii. A fost creat ca urmare a unei iniţiative a Comisiei şi ca un document anticipativ a Directivei propuse de administrare a deşeurilor provenite de la industriile extractive1. Accidentele mai sus menţionate au atras atenţia publicului referitor la administrarea iazurilor de decantare şi a barajelor miniere. Totuşi nu trebuie uitat ca alunecările de teren provocate de haldele de steril şi piatră reziduală pot de asemenea provoca distrugeri mari mediului înconjurător. Dimensiunile oricărui tip de organizare a sterilului pot fi enorme. Barajele pot înalte de zeci de metri, haldele pot fi chiar mai mari de 100 m şi lungi de câţiva kilometrii, conţinând posibil sute de milioane de metri cubi de steril şi piatră reziduală. Conform Cărţii anuale Eurostat 20032 mai mult de 300 de milioane de tone de deşeuri provenite din minerit şi cariere de suprafaţă se estimează că ar fi generate anual în UE-15. În acest document sunt discutate următoarele metale, bazându-se pe faptul că sunt scoase la suprafaţă şi procesate în Uniunea Europeană (UE-15), ţările ce acced la UE-15, ţările candidate şi Turcia: • aluminiu • cadmiu • crom • cupru • aur • fier • plumb • mangan • mercur • nichel • argint • staniu • wolfram • zinc. Aceste metale sunt toate discutate în acest document, indiferent de cantităţile produse sau de metoda de procesare a minereului folosită (metode mecanice, flotatia, metode chimice sau hidrometalurgice cum ar fi lesierea) Cărbunele şi minereuri industriale selectate, sunt de asemenea discutate în acest document: • baritină • borat • feldspat (dacă este recuperat prin decantare) 1 ) COM(2003) 319 final, 2.6.2003. Directiva propusă include referinţe la BAT în articolele sale 4(2), 19(2) şi 19(3) 2) Cartea anuală Eurostat 2003, Un ghid statistic al Europei, A 8-A Ediţie, Eurostat, Biroul de Statistică a Comunităţilor Europene,

Luxembourg

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL ii

• fluorină • caolin (dacă este recuperat prin decantare) • calcar (dacă este procesat) • fosfaţi • potasiu • stronţiu • talc (dacă este recuperat prin decantare). Cărbunele este inclus doar atunci când este procesat şi când se produce steril (intrând astfel în tema lucrării de faţă). În general, acest lucru înseamnă că cărbunele brut (sau piatra de cărbune, sau cărbunele negru) iese din discuţie, pe când lignitul (sau cărbunele brun), care foarte rar se întâmplă să nu fie procesat, nu iese în nici un caz din discuţie. Şistul petrolifer este procesat în Estonia, iar din această procesare rezultă mari cantităţi de steril care trebuie administrat. Din această cauză s-a decis să se includă şi acest minereu în documentul de faţă. Totuşi pentru că nu au fost puse la dispoziţie suficiente informaţii demne de luat în consideraţie referitoare la acest subiect, problemele create de procesarea şisturilor petrolifere nu sunt discutate în acest document. De asemenea acest document nu se adresează următoarelor: • amplasamente abandonate, cu toate că unele exemple de amplasamente abandonate de curând sunt

discutate. • managementul extragerii, procesării şi sterilului asociat operaţiunilor de extragere a gazelor şi

produselor petroliere (ţiţei şi apa sărată). Toate minereurile menţionate anterior fac obiectul documentului care: • Abordeaza managementul sedimentelor miniere • Include procesări ale minereurilor relevante pentru managementul sterilului (de exemplu când

modul de procesare al minereului influenţează caracteristicile şi comportamentul sterilului) • Se concentreaza direct asupra managementului sterilului, de exemplu în bazine/baraje, haldele sau

când sterilul este folosit pentru umplutură • Include studii referitoare la stratul vegetal şi stratul superior de pământ care trebuie îndepărtate

pentru a se ajunge la minereu, dacă acestea sunt folosite pentru administrarea sterilului Industria mineritului Scopul mineritului este acela de a satisface cererea pentru resurse de metale şi minereuri pentru a dezvolta infrastructura, etc. şi pentru că în multe cazuri substanţele extrase sunt materialele de bază pentru producerea a multor bunuri şi materiale se poate spune că sunt folosite şi pentru a spori calitatea vieţii populaţiei. Aceste lucruri includ, de exemplu, minereuri metalifere sau metale, cărbune, sau minereuri industriale folosite în sectorul chimic sau pentru construcţii, etc. Produsele industriei mineritului se folosesc direct neprocesare câteodată, dar de cele mai multe ori sunt rafinate mai mult de exemplu în topitori. Etapele tipice ale procesului de extracţie a unui minereu sunt extracţia, urmată de procesare minereului şi nu în ultimul rând transportul produselor şi administrarea reziduurilor rămase de pe urma procesării. Pentru cele mai multe minereuri, producţia mineritului european este mică în comparaţia cu producţia întregii lumi (de exemplu aur: 1%, cupru: 7%), şi cifrele sunt similare pentru cărbune (6%). În contrast cu cifrele de producţie care sunt în general în scădere în sectoarele de extracţie a metalelor şi cărbunelui, producţia a multor minereuri industriale a crescut treptat la nivel european. Producţia europeană reprezintă o mare parte din producţia întregii lumi, în cazul celor mai multe minereuri industriale (feldspat: 64 %, potasiu: 20 %).

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 iii

Unele părţi ale industriei miniere din Europa, cum ar fi cea de extracţie a metalelor şi a cărbunelui, funcţionează sub incidenţa unor reglementări economice clare, în principal datorită faptului că depozitele nu mai pot reprezenta o concurenţă la nivel internaţional. Sectorul metalifer al UE se află de asemenea într-o situaţie delicată în general datorită dificultăţilor întâmpinate în a găsi noi zăcăminte profitabile în regiuni geografice cunoscute. Cu toate că producţia minelor din aceste zone este redusă, consumul creşte încet. Din această cauză, pentru a acoperii această cerere de pe piaţă a crescut rata importurilor în Europa. Mărimea companiilor care lucrează în acest sector variază de la o mână de angajaţi până la câteva mii per şantier. Patronajul variază între companii internaţionale, grupuri industriale, companii publice autonome şi companii private. Managementul sterilului şi sedimentelor Administrarea reziduurilor ce rămân de pe urma operaţiunilor de minerit, de mare importanţă în acest document fiind, sterilul şi sedimentele miniere, care au caracteristica de a fi prezente în mod general la toate minele de orice tip, ele reprezentând o povară financiară nedorită din punctul de vedere a administratorilor. În general mina şi fabrica de procesare a minereului sunt construite pentru a extrage cât mai multe produse care pot fi comercializate, iar apoi reziduurile şi administrarea mediului în general este gândită ca o consecinţă a extragerii şi procesării minereului. Există multe metode de a administra sterilul şi sedimentele miniere. Cele mai des întâlnite metode sunt: • Se separă sterilul amestecat cu slam in iazurle de decantare • Folosirea sterilului sau a sedimentelor miniere pentru a astupa mine subterane sau cariere de

suprafaţă sau folosirea acestor două reziduuri pentru a construi baraje miniere • Descărcatul de steril şi piatră reziduală mai mult sau mai puţin uscat pe aşa numiţii munţi de steril

sau pe versanţii dealurilor • Folosirea sterilului şi a sedimentelor miniere pe post de piatră pentru betoane, sau pentru refacerea

zonei în care a fost de exemplu e exploatare de suprafaţă • depozitarea pentru uscare a sterilului întărit • Descărcarea sterilului în apă (de exemplu în mare, lacuri sau râuri). Punctele de administrare a sterilului şi a sedimentelor miniere variază ca mărime, de exemplu de la bazine de depozitare a sterilului de mărimea unei piscine şi până la bazine de 1000 de hectare, şi de la halde mici de steril şi piatră reziduală până la zone de depozitare a sedimentelor miniere de mai multe sute de hectare sau munţi de steril de peste 200 m înălţime. Modul de alegere a metodei ce trebuie folosite pentru administrarea sterilului şi/sau a sedimentelor miniere depinde în principal de evaluarea a trei factori şi anume: • Costurile implicate • Cât de bine este din punct de vedere al mediului • Riscul în caz de eşec. Puncte cheie referitoare la impactul asupra mediului înconjurător Impacturile principale asupra mediului survenite datorită amenajărilor ce administrează sterilul şi sedimentele miniere rezultat de pe urma exploatărilor de diverse feluri, sunt impacturi asociate cu locul în care se află respectiva exploatare, mărimea zonei afectate de exploatare precum şi de emisiile potenţiale de praf şi ape reziduale pe termen scurt sau pe termen lung. Mai mult, pericolul de alunecări de teren ale sterilului şi sedimentelor miniere din cadrul amenajărilor ce administrează aceste reziduuri, pot la rândul lor cauza mari pagube asupra mediului înconjurător şi chiar pierdere de vieţi omeneşti. Bazele pentru o administrare corectă a sterilului şi sedimentelor miniere sunt reprezentate de o bună caracterizare a materialului, acest lucru incluzând o prevedere corectă a comportamentului pe termen lung a reziduurilor, şi o bună alegere a locaţiei de depozitare. Emisii: Apele reziduale şi praful sunt emanate, controlat sau necontrolat, de către sterilul şi sedimentele miniere din amenajările ce le administrează, pot fi toxice pentru oameni, animale şi plante. Apele reziduale pot fi acide sau alcaline, şi pot conţine metale dizolvate şi/sau solubile precum şi constituienţi organici complecşi insolubili antrenanţi proveniţi din procesarea minereurilor, şi nu în

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL iv

ultimul rând substanţe naturale organice cum ar fi substanţele humice şi acizi carboxilici proveniţi din operaţiunile de minerit. Substanţele din emisii, nivelului lor de pH, conţinutul de oxigen dizolvat, temperatura şi duritatea, pot fi toate aspecte importante ce afectează toxicitatea lor către mediul înconjurător receptor. În ultimele două decenii s-a sporit gradul de cunoaştere a unei probleme de mediu apărută în minerit cunoscută sub denumirea de “drenarea rocii acide” sau ARD. ARD se asociază cu minereuri de sulfură din care se extrag Pb, Zn, Cu, Au şi alte minereuri, incluzându-se cărbunele. Pentru că ARD-ul pot să apară din pereţii sulfuroşi ai exploatărilor de suprafaţă, şi minelor de adâncime, numai administrarea sterilul şi sedimentele miniere sunt luate în considerare în acest document. Problemele cheie de la care pornesc toate aceste probleme de mediu sunt: • Sterilul şi/sau sedimentele miniere conţin de cele mai multe ori sulfuri de metal • Sulfurile se oxidează când intră în contact cu oxigenul şi apa • Oxidarea sulfurilor creează un metal alcanizat • Generarea alcanizării de-a lungul a unor perioade lungi de timp • Acolo unde există o deficienţă de minereuri pentru amortizarea acizilor. Explozii şi alunecări accidentale: Colapsul oricarei instalatii administrare a sterilului şi a sedimentelor miniere poate avea efecte pe termen scurt şi lung. În general consecinţele pe termen scurt includ: • Inundaţii • Acoperiri/sufocări • Spargere şi distrugere • Distrugerea infrastructurii • Otrăvirea. Efectele potenţiale pe termen lung includ: • Acumularea metalelor în plante şi animale • Contaminarea solului • Pierdere de vieţii omeneşti şi/sau de animale Reabilitarea şi îngrijirea după închidere a zonei în care s-a aflat exploatarea: Atunci când o exploatare ajunge la final, zona pe care s-a aflat această exploatare trebuie să fie pregătită pentru modul în care va fi utilizată în continuare. De obicei, cel puţin în ultimele decenii, planurile pentru închiderea şi curăţarea zonei pe care a existat înainte exploatarea au fost condiţii pentru a obţine aprobările necesare exploatării începând încă din etapa de planificare, şi prin urmare trebuie să fie actualizate în mod regulat odată cu orice modificare a modului de desfăşurare a operaţiunilor de exploatare a minereurilor prin intermediul negocierii cu autorităţile locale şi alţi acţionarii. În unele cazuri, ţinta este de a avea o cât mai mică aparentă asupra solului şi zonei înconjurătoare, pe când în alte cazuri ţinta este de a schimba complet peisajul. Conceptul de “proiectarea închiderii” înseamnă că închiderea site-ului este luată în considerare în studiul de fezabilitate făcută pentru deschiderea unei noi exploatări această fiind în continuu actualizată şi urmărită în timpul funcţionării minei. În orice caz, impacturile nefaste asupra mediului înconjurător trebuie să fie minime. Proceduri şi tehnici uzuale Tehnici de minerit: Extracţia unui minereu (procesul numit minerit), procesarea minereului şi managementul sterilului şi sedimentelor sunt considerate în cele mai multe cazuri o singură operaţiune. Extracţia minereului şi procesarea sa precum şi administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere depind de tehnica de minerit aplicată. Prin urmare este important să avem o înţelegere clară a celor mai importante metode de minerit. Pentru extracţia de minereuri solide există patru tipuri de concepte de minerit: (1) Exploatarea de suprafaţă (2) Mina subterana (3) Cariera şi (4) Exploatări in solutie.

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 v

Alegerea se face ţinându-se seama de mai mulţi factori, cum ar fi: • Valoarea minereului dorit • Calitatea minereului • Mărimea, forma şi adâncimea la care se găseşte marea parte a depozitului de minereu • Condiţiile oferite de mediul înconjurător în zona respectivă • Calităţile geologice, hidrogeologice şi geomecanice ale pământului în care va urma să fie

exploatarea • Condiţiile seismice din zona respectivă • Locaţia zonei depozitului principal de minereu • Solubilitatea depozitului • Impactul operaţiunii asupra mediului • Limitările suprafeţei pământului • Este pământul liber pentru cumpărare sau nu. Mineralogie: În general există posibilitatea de a face diferenţa intre minereuri principale cum ar fi oxizi, sulfaţi, silicat şi minereuri carbonate, care la contactul cu fenomenele atmosferice şi alte schimbări pot să sufere schimbări chimice fundamentale (de exemplu trecerea sulfurilor în oxizi la contactul cu fenomenele atmosferice). Mineralogia este stabilită de către natură şi determină, în multe cazuri modul de extragere a minereului respectiv precum şi modul de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere rezultate.

O bună cunoaştere a mineralogiei reprezintă un precursor important pentru:

• Administrarea zgomotului (de exemplu administrarea separată a sterilului şi pietrei a generatore de

acizi şi respectiv negeneratoare de acizi) • O nevoie redusă de folosire a tratamentelor la finalul procesului de extracţie (cum ar fi tratamentul

cu var aplicat apelor reziduale cu acizi provenite de la TMF) • Mai multe posibilităţi de a utiliza sterilul şi/sau sedimentele miniere ca părţi componente. Tehnici de procesare a minereului: Scopul procesării minereului este de a transforma minereul brut extras din mină într-un produs ce poate fi comercializat. Această procesare se face de cele mai multe ori în cadrul minei, amenajarea respectivă denumindu-se amenajare de procesare a minereului (fabrică sau concentrator). Scopul principal al procesării este aceea de a reduce cantitatea de minereu brut extras, care trebuie să fie transportat şi procesat de procese auxiliare (de exemplu topitoriile), prin folosirea diferitelor metode pentru a separa partea valoroasă (dorită) a minereului de steril. Produsul comercializat din ce rezultă poartă denumirea de minereu concentrat, iar materialul rămas de pe urma procesării sale poartă denumirea de steril. Procesarea minereului include diferite proceduri care se bazează pe caracteristicile fizice proprii ale minereului (mărimea particulelor, densitate, proprietăţile magnetice, culoarea) sau proprietăţile fizico-chimice (stresul provocat la suprafaţă, hidrofobia,umidibilitatea). Tehnicile generale aplicate în procesare minereului sunt: • Pulverizarea • Sortarea şi hidro-ciclonarea • Concentrarea gravometrica • Flotatia • Sortarea • Separarea magnetică • Separarea electrostatică • Lesierea • Ingrosarea • Filtrarea.

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL vi

Unele dintre aceste tehnici necesită folosirea reactivilor. În cazul agenţilor spumanţi plutitori, sunt necesare bazine de colectare şi modificatori pentru a realiza separarea (decantarea) dorită. Tehnicile folosite în procesarea minereurilor au un efect asupra caracteristicilor sterilului. Administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere: Câteva dintre cele mai importante caracteristici ale materialelor din amenajările de administrare ale sterilului şi sedimentelor miniere sunt: • rezistenţă de rupere prin forfecare • distribuţia mărimii particulelor • densitate • plasticitate • conţinutul umed • permeabilitate • porozitate. Barajele de steril sunt structuri de suprafaţă în care se administrează sterilul mâlos. Acest tip de amenajare a exploatării de steril (TMF) este de obicei folosit pentru steril obţinut din procesarea umedă. Pentru depozitarea în siguranţă a sterilului trebuie luate în considerare diverse activităţi, incluzând: • diguri pentru a reţine sterilul • sisteme de deviere pentru scurgerile naturale din jurul bazinului sau prin bazin • livrarea de steril din uzina de procesare a minereului către barajul de steril • depozitarea sterilului în cadrul digului • protecţia zonei înconjurătoare faţă de impactul negativ asupra mediului • sisteme de instrumentare şi monitorizare pentru a realiza controlarea bazinului • aspecte pe termen lung ( de exemplu închidere şi administrare post-exploatare). Alte tehnici pentru administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere sunt umplerea pământului la loc, administrarea în grămezi, steril îngroşat, administrare subacvatică şi găsirea altor folosinţe. De obicei o mină, împreună cu uzina de prelucrare a minereului şi exploatările de steril şi piatră reziduală, rămân în funcţie doar pentru câteva decenii. Minele părăsite (nu sunt subiectul acestei lucrări), sterilul şi sedimentele miniere pot rămâne în urmă mult după activitatea de minerit a încetat. De aceea trebuie acordată o atenţie specială închiderii corecte, reabilitării şi administrarea post-exploatare a acestor amenajări. Cele mai importante aspecte ale sterilului şi sedimentelor miniere, în afara alegerii locaţiei, sunt luarea în considerare a modurilor de cedare a grămezilor şi bazinelor, relaţia dintre caracteristicile şi comportamentului sterilului şi potenţialul de scurgeri de rocă acidă (ARD). Procese şi tehnici aplicate, nivele de emisii şi uzură În următoarea listă sunt subliniate câteva exemple ale celor mai importante aspecte în administrarea sterilului, incluzând: • sterilul nămolos, numit "nămol roşu" din rafinarea aluminiului are un nivel crescut al ph-ului şi

este ori depozitat în sisteme convenţionale bazin/baraj, îngroşate într-o asemenea măsură încât pot fi "stivuite uscat", ori deversat în mare

• sterilul rezultat din operaţii asupra metalelor nepreţioase sunt în principal administrate ca deşeuri în bazine mari de steril. Adesea minereurile brute de metale nepreţioase conţin sulfuri (într-o cantitate mai mare decât minereurile tampon încorporate), astfel încât sterilul are un potenţial de drenare a sedimentelor acide (ARD). Într-o variantă sterilul este descărcat subacvatic pentru a

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 vii

preveni generarea ARD-ului încă de la început. Alte variante îngroapă parte a sterilului, umplând pământul al loc. În multe cazuri, metoda aleasă pentru închiderea bazinului de steril este tehnica de acoperire "umedă", iar în alte cazuri sunt aplicate acoperiri uscate.

• asuprea sterilului inferior din minereu brut de fier se operează prin grămezi. Sterilul nămolos este administrat prin bazine

• unele mine de aur din Europa au potenţial net de ARD. Dacă este folosită filtrarea cu cianuri pentru a extrage aurul, cianura este distrusă înainte de a descărca sterilul în bazin.

• Pentru minereuri industriale, multe amenajări nu generează steril deloc sau vând sterilul ca agregat pentru beton

• exploatările de borat depozitează mai întâi sterilul brut în grămezi înainte de a-l îngropa • o exploatare cu fluorine descrisă în acest document descrisă în acest document deversează sterilul

în mare • o exploatare de caolin descrisă în acest document mai întâi deshidratează sterilul fin înainte de a fi

transferate în grămezi,. Acest lucru se face şi în unele exploatări de var/carbonat de calciu • o exploatare de var descrisă în acest document descarcă sterilul nămolos într-o fostă carieră • exploatări de carbonat de potasiu se ocupă de sterilul solid depozitându-l în grămezi sau

îngropându-l. Sterilul lichid este parţial pompat în puţuri adânci şi conduse parţial spre ape de suprafaţă. Într-un caz descris în acest document există deversarea în mare a sterilului

• în exploatările de cărbune, sterilul brut este depozitat în grămezi sau în foste exploatări de suprafaţă. Nămolul fin este ori deversat în bazine ori filtrat. În unele cazuri sterilul filtrat ca şi sterilul brut sunt vândute. În alte cazuri acestea sunt depozitate în grămezi. Umplerea la loc a pământului cel mai adesea nu este viabilă.

• unele măsuri aplicate pentru prevenirea accidentelor includ: manuale de monitorizarea rutinelor, de operaţiuni supraveghere şi mentenanţă (OSM), audituri independente, analiza apelor, măsurători ale alunecărilor, reconsiderarea planificării făcută de experţi externi, folosirea piezometrelor, a inclometrelor şi a monitorizării seismice.

În lista următoare sunt subliniate câteva exemple ale celor mai importante chestiuni în managementul sedimentelor miniere, incluzând: • în exploatările de sub pământ sedimentele miniere rămâne de obicei sub pământ • la fel ca în cazul sterilului, sedimentele miniere rezultat din exploatarea metalelor nepreţioase are

uneori un potenţial ARD. Unele exploatări administrează sedimentele miniere cu potenţial ARD şi cel fără potenţial ARD separat. Cel care nu generează ARD ori este folosit ca agregat pentru beton , folosit la construcţia de baraje sau drumuri în zonă, sau este depozitat în grămezi. La închidere, grămezile de piatră reziduală generator de ARD sunt acoperite cu învelişuri proiectate uscate care au drept scop prevenirea generării de ARD

• sedimentele miniere dintr-o exploatare de fier este depozitat în grămezi împreună cu sterilul brut • sedimentele miniere provenit din exploatări de aur este depozitat în grămezi, foloseşte pentru

construcţia barajelor sau îngropate înapoi în pământ • unele exploatări de minereuri industriale îngroapă sedimentele miniere sau îl vând ca agregat

pentru beton • în multe exploatări de cărbune sedimentele miniere este depozitat în grămezi împreună cu sterilul

fin filtrat. Proiectarea finală a grămezilor este realizată cu acordul autorităţilor şi a comunităţilor cu scopul de a crea structuri integrate în peisaj.

Niveluri de emisie si consum Cea mai mare parte a apei procesate este întoarsă de la amenajarea administrării sterilului la uzina de prelucrare a minereului, dar aglomerarea de reactivi este o problemă de luat în considerare. Datorită marilor schimbări din mineralogie, minerit si în metodele de prelucrare a minereului şi în restricţiile zonei, este imposibilă continuarea rezumării nivelelor de emisii şi de consum. Totuşi, multe amenajări au oferit aceste informaţii, care sunt incluse în capitolul 3. Tipic, informaţiile includ date despre uzura apei şi cantitatea de apă procesuală reutilizată, analiza apei, uzura reactivilor, emisiile de praf şi informaţii referitoare la emisiile în apă.

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL viii

Costuri În Capitolul 3 au fost incluse câteva exemple de costuri ale administrării sterilului şi sedimentelor miniere pentru exploatare şi închiderea sa. Tehnici de luat în considerare în determinarea BAT Capitolul 4 conţine informaţia detaliată folosită pentru a determina BAT-ul pentru administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere în activităţi miniere. Scopul a fost de a include destule informaţii pentru a demonstra aplicabilitatea tehnicilor în general sau în cazuri particulare. Informaţiile din acest capitol sunt esenţiale în determinarea BAT. Acele tehnici care sunt evaluate ca fiind BAT, sunt referite şi în capitolul 5. Astfel utilizatorii documentului sunt direcţionaţi către discuţia tehnicilor relevante asociate concluziilor BAT, care pot îi pot asista când determină condiţiile de trecere bazate pe BAT. Unele dintre tehnicile din Capitolul 4 sunt de natură tehnică, pe când altele sunt practici pentru o corectă operare, incluzând tehnici de administrare. Tehnicile sunt grupate în următoarea ordine: • principii generale: principii pentru un bun management, strategii de management şi recunoaşterea

riscului, toate cu scopul de a oferi cadrul general pentru o administrare cu succes a sterilului şi a sedimentelor miniere.

• managementul ciclului de viaţa: O reducere a riscului oricăror eşecuri poate să fie ajutată de o respectare şi aplicare riguroasă de către operator a tehnicilor inginereşti disponibile adecvate proiectării, exploatării şi închiderii amenajărilor de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere pe întreaga perioadă a operării lor. Unele instrumente esenţiale pentru o bună tehnologie sunt stabilirea unor lucruri de bază ale mediului, a caracteristicilor sterilului şi sedimentelor miniere, folosirea manualelor pentru siguranţă şi a auditurilor, ca şi aplicarea planului de închidere de la început.

• prevenirea şi controlul emisiilor: • administrarea ARD: sunt o serie de opţiuni de prevenire, control şi tratament ( de exemplu

învelişuri, adăugarea de minereuri tampon, tratament activ/pasiv) dezvoltate pentru steril şi piatră reziduală cu potenţial de generare ARD, aplicabile pentru faze operaţionale şi de închidere ale ciclului de viaţă al minei tehnici de reducere a uzurii reactivilor: sunt disponibile mai multe abordări ale reducerii

folosirii reactivilor , ca de exemplu monitorizarea computerizată a calităţii alimentării, strategii operaţionale de minimizare a adăugării de cianură şi pre-sortarea alimentării uzinei de prelucrare

prevenirea erodării apei: erodarea apei amenajărilor de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere poate fi evitată prin acoperirea pantelor sau prin încurajarea consolidării particulelor

prevenirea prafului: principalele surse de emisii de praf sunt malurile iazurilor de decantare, pantele exterioare ale barajelor şi mormanelor şi transportul sterilului şi sedimentelor miniere. O tehnică de a preveni apariţia prafului este menţinerea umedă a malurilor bazinelor şi a celorlalte pante

tehnici de reducere a zgomotului: cele mai întâlnite surse de zgomot sunt transportul, descărcarea şi împrăştierea, când sunt folosite camioane şi benzi rulante. Zgomotul de bruiaj al camioanelor poate fi redus prin izolarea operaţiilor de descărcare din interior prin bariere de zgomot

restaurarea/refacerea vegetaţiei progresivă: mormanele şi barajele sunt adesea restaurate/revegetate în timpul exploatării. Printre alte avantaje, acest lucru permite o perioadă scurtă a perioadei de închidere.

analiza apei: realizarea unei analize detaliată a apei este de importanţă pentru proiectarea oricărui iaz de steril, pentru amplasarea minei şi pentru orice scenariu de după încheierea

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 ix

exploatării. Analiza apei poate determina capacitatea de scurgere a bazinului şi înălţimea necesară de gardă a barajului (dacă apa din bazin nu poate fi direct descărcată în cursul apei destinate). La închidere, analiza apei este evaluată pentru a implementa planuri de închidere

drenarea bazinelor: în bazine impermeabile, este necesar un sistem de drenaj pentru a permite refolosirea apei procesuale şi pentru a reduce mărimea necesară a bazinului

administrarea apei libere: dacă apa liberă din bazin nu este deversată direct într-un curs natural al unei ape, este necesar să se aranjeze decantarea astfel încât toată apa liberă să fie întoarsă către uzină sau, în cazul climatelor aride şi fierbinţi, evaporată

managementul infiltraţiilor: O precerinţă a proiectării sistemelor de management ale infiltraţiilor este o înţelegere profundă a cadrului hidrogeologic al zonei. În unele cazuri, infiltraţiile sunt prevenite. În alte scenarii apa infiltrată este colectată sau, dacă este de bună calitate, îi este permisă prelingerea în pânza freatică

tehnici de reducere a emisiilor în apă: Emisiile în apă pot fi prevenite prin refolosirea apei procesuale. Dacă nu este posibil, apa uzată se poate dovedi a fi acidă sau alcalină, poate conţine suspensii, componente dizolvate sau metale (de exemplu arsenic) sau substanţe chimice de proces (de exemplu cianură). Tehnicile de tratare care pot fi aplicate diferă pentru fiecare compus

monitorizarea pânzei freatice: pânza freatică este de obicei monitorizată în jurul tuturor zonelor de steril şi piatră reziduală. Aceasta include nivelul apei freatice şi calitatea apei

prevenirea accidentelor: administrarea sterilului sau sedimentelor miniere într-o mină: Pentru a evita dărâmarea

barajelor şi a mormanelor, cel mai bun loc de construire a unei amenajări pentru managementul sterilului şi sedimentelor este o mină potrivită din apropiere, de vreme ce în acest caz stabilitatea barajului/mormanului nu este o problemă.

devierea cursului natural: un sistem de deviere este critic pentru siguranţa barajului de steril. Cedarea oricărei părţi poate conduce la reţinerea în siguranţă a unor torente pentru care nu a fost proiectat cu posibilitatea de supraplin, conducând la un eşec total al barajului

pregătirea solului natural de sub baraj: solul natural de sub barajul colector este de obicei decopertat de toată vegetaţia şi solul humus, pentru a oferi o "fundaţie" pentru structură

materialul de construcţie al barajului: Condiţia esenţială în alegerea materialului de construcţie al barajului este că materialele ar trebui să fie apte pentru scop şi nu trebuie să se slăbească în condiţii operaţionale sau climatice

depozitarea sterilului: depozitarea corespunzătoare a sterilului, mai ales în stare umedă, este critică pentru stabilitatea structurii. Tipic, sterilul umed este descărcat peste creasta barajului într-o distribuţie cât se poate de uniformă în jurul barajului, pentru a crea o "plajă" de steril pe partea interioară a barajului de reţinere

tehnici de a construi şi a ridica baraje: barajele de steril se construiau din partea brută a sterilului şi într-adevăr acesta poate încă fi un mod foarte potrivit de a reţine nămolul sterilului. Totuşi, în decursul vieţii minei, calităţile minereului brut se pot schimba şi se poate schimba şi tehnica de procesare şi de aceea caracteristicile sterilului se pot şi ele schimba. Deci managementul calităţii este o problemă delicată de-a lungul ciclului de viaţă al exploatării. De aceea există un trend de a construi barajul iniţial de pornire şi adesea el creşte, cu material de împrumut, a cărui calitate poate fi mai uşor monitorizată în timpul construcţiei barajului. Totuşi, nu numai că tipul materialului folosit pentru a construi baraje miniere este important, dar şi plasarea şi tasarea unor materiale de construcţii potrivite, pentru a asigura o stabilitate pe termen lung. Tipurile de bază ale barajelor sunt baraje convenţionale sau baraje construite folosind metoda amonte, aval sau a axei cursului de apă

managementul apei libere, înălţimea de gardă a barajului, deversarea de urgenţă şi stabilirea planului de inundare: tehnici pentru înlăturarea apei libere includ deversoare, canale deschise şi puţuri de decantare. Împreună cu menţinerea unei înălţimi de gardă a barajului corespunzătoare şi cu sistemele de deversare de urgenţă, acesta este un instrument esenţial pentru prevenirea accidentelor, precum revărsarea barajelor.

drenarea barajelor: digurile permeabile se bazează pe principiul că infiltrarea prin dig trebuie să fie proiectată cu mult sub baza aval al pantei exterioare. Acest lucru se poate realiza printr-un sistem de drenare internă, cu zona de drenare situată în secţiunea internă a barajului. Barajele impermeabile au sisteme similare de drenare, cu scopul de a opri erodarea părţii centrale a digului şi a pantei exterioare a barajului

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL x

monitorizarea infiltraţiilor: infiltraţiile controlate se produc prin baraj şi asigură stabilitatea prin micşorarea presiunii fluidelor din pori asupra barajului. Totuşi, este esenţial ca infiltraţiile să fie bine controlate şi administrate atât cu respect pentru activităţile de zi de zi ale mediului, cât şi din punctul de vedere al evitării unui accident.

stabilitatea barajului şi a mormanului de steril si piatră reziduală: o măsură importantă a stabilităţii mormanelor este factorul de siguranţă, de exemplu proporţia rezistenţei la rupere prin forfecare faţă de tensiunea de forfecare

tehnic de monitorizare a stabilităţii barajelor şi mormanelor: baza pentru orice monitorizare este dezvoltarea unui plan de monitorizare. Monitorizarea constă dintr-o listă de măsurători realizate la anumite intervale. Planul general de monitorizare include tipic şi planurile pentru inspectări şi audituri/reevaluări. Un alt factor care influenţează stabilitatea barajelor şi mormanelor este stabilitatea straturilor inferioare, de exemplu solul pe care sunt formate mormanele

managementul cianurii: în plus faţă de tratarea sterilului din scurgerile de cianură, administrarea CN include şi un număr mare de măsuri de securitate adoptate pentru a preveni accidentelor. Planul uzinei include şi diverse soluţii tehnice cu scopul prevenirii accidentelor.

deshidratarea sterilului: principalul dezavantaj în cazul sterilului mâlos este mobilitatea. Dacă structura containerului (de exemplu bazinul) ar ceda, sterilul mâlos s-ar lichefia şi apoi ar cauza prejudicii considerabile datorită caracteristicilor sale fizice şi chimice. Pentru a evita această problemă au fost dezvoltate două alternative: administrarea sterilului uscat şi al sterilului îngroşat.

reducerea amprentelor: o modalitate eficientă de a reduce amprenta amenajărilor de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere este de a îngropa la loc toate sau o pare dintre aceste materiale. Alte opţiuni includ managementul sterilului subacvatic, de exemplu deversarea în mare sau găsirea altor folosinţe pentru steril şi piatră reziduală.

atenuarea accidentelor: două instrumente pentru atenuarea accidentelor sunt planificarea de urgenţă şi evaluarea şi urmărirea incidentelor

instrumente de management al mediului: sistemele de management ale mediului sunt un instrument folositor pentru a ajuta prevenirea poluării provenite în general din activităţi industriale.

BAT pentru managementul sterilului şi sedimentelor în activităţi miniere Capitolul BAT Capitolul (Capitolul 5) identifică aceste tehnici care sunt considerate a fi BAT, bazându-se pe informaţiile din capitolul 4 şi luând în considerare definiţia "celor mai bune tehnici disponibile" şi consideraţiile cuprinse în Anexa IV a Directei IPPC (vezi Prefaţa). Capitolul BAT este împărţit într-o parte generică, aplicabilă tuturor amenajărilor de administrarea a sterilului şi sedimentelor miniere şi o parte pentru anumite minereuri. Deciziile de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere sunt bazate pe caracteristicile mediului, fiabilitatea economică şi a riscului, riscul fiind un factor specific zonei. Pentru completitudine, aici se prezintă toate concluziile BAT. BAT general BAT este pentru a: • aplica principiile generale stabilite în Secţiunea 4.1 • aplica o abordare referitoare la managementul ciclului de viaţă după cum a fost descris în

Secţiunea 4.2. Managementul ciclului de viaţă acoperă toate fazele vieţii unei amenajări, incluzând: • faza de proiectare (Secţiunea 4.2.1.):

caracteristicile de bază ale mediului (Secţiunea 4.2.1.1.) caracterizările sterilului şi ale sedimentelor miniere (Secţiunea 4.2.1.2.)

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xi

studii TMF şi planificări (Secţiunea 4.2.1.3.), care acoperă următoarele aspecte: documentarea selectării locului de amplasare studierea impactului asupra mediului studierea riscului planul de pregătire pentru urgenţe planul depozitării analiza apei şi planul de administrare şi planul de scoatere din exploatare şi de închidere

TMF şi proiectarea structurilor asociate (Secţiunea 4.2.1.4) control şi monitorizare (Secţiunea 4.2.1.5.)

• faza construirii (Secţiunea 4.2.2.) • faza operaţională (Secţiunea 4.2.3.), cu elementele:

manuale OSM (Secţiunea 4.2.3.1.) auditare (Secţiunea 4.2.3.2.)

• faza închiderii şi administrării post-exploatare (Secţiunea 4.2.4.), cu elementele: obiectivele închiderii pe termen lung (Secţiunea 4.2.4.1.) chestiuni specifice închiderii (Secţiunea 4.2.4.2.) pentru

halde iazuri, incluzând

o iazuri cu acoperiş împotriva apei o iazuri deshidratate o amenajări pentru administrarea apei

Mai mult, BAT este şi pentru: • reduce uzarea reactivilor (Secţiunea 4.3.2.) • prevenirea erodării apei (Secţiunea 4.3.3.) • prevenirea generării de praf (Secţiunea 4.3.4.) • realizarea unei analize a apei (Secţiunea 4.3.7.) şi folosirea rezultatelor pentru a dezvolta un plan

de administrare (Secţiunea 4.2.1.3.) • aplicarea managementului apei libere (Secţiunea 4.3.9.) • monitorizarea pânzei freatice din jurul tuturor zonelor cu steril şi piatră reziduală (Secţiunea

4.3.12.). Managementul ARD-ului Caracteristicile sterilului şi sedimentelor miniere (Secţiunea 4.2.1.2. în combinaţie cu Anexa 4) includ determinarea potenţialului de formare a acidului al sterilului şi/sau sedimentelor miniere. Dacă există un potenţial de formare a acidului, BAT este primul care previne generarea de ARD (Secţiunea 4.3.1.2.), şi dacă generarea de ARD nu poate fi prevenită, atunci BAT controlează impactul ARD (Secţiunea 4.3.1.3.) sau aplică opţiuni de tratare (Secţiunea 4.3.1.4.). Adesea este folosită o combinaţie a acestora. (Secţiunea 4.3.1.6.). Toate opţiunile de prevenire, control şi tratare pot fi aplicate instalaţiilor existente şi celor noi. Totuşi, cele mai bune rezultate la închidere vor fi obţinute când planurile sunt dezvoltate pentru închiderea exploatării chiar de la începutul (în starea de proiectare) operaţiunii (filozofia "din leagăn în mormânt). Aplicabilitatea opţiunilor depinde în principal de condiţiile locului ales. Factori precum: • analiza apei • disponibilitatea posibilului material folosit pentru acoperire • nivelul pânzei freatice. influenţează opţiunile aplicabile într-un loc anume. Secţiunea 4.3.1.5 oferă un instrument de a decide care este cea mai potrivită soluţie pentru închidere. Managementul infiltraţiilor (Secţiunea 4.3.10)

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL xii

Este de preferat ca locaţia amenajării de administrare a sterilului şi a sedimentelor miniere să fie aleasă în aşa manieră încât să nu fie necesară izolaţie. Totuşi, dacă acest lucru nu este posibil, şi infiltraţiile sunt dăunătoare, şi/sau viteza de curgere a infiltraţiilor este mare, atunci infiltraţiile trebuie evitate, reduse (Secţiunea 4.3.10.1) sau controlate (Secţiunea 4.3.10.2) (în ordinea preferinţei). Adesea este aplicată o combinaţie între aceste măsuri. Emisii în apă BAT este pentru: • a reutiliza apa procesuală (vezi Secţiunea 4.3.11.1) • a amesteca apei procesuale cu altă apă reziduală care conţine metale dizolvate (vezi Secţiunea

4.3.11.3) • a instala bazine de sedimentare pentru a captura particule fine de eroziune (vezi Secţiunea

4.3.11.4.1.). • a înlătura particule solide şi metale dizolvate înainte de a se vărsa apa reziduală în cursurile de apă

(Secţiunea 4.3.11.4.) • a neutraliza apa reziduală alcalină cu acid sulfuric sau dioxid de carbon (Secţiunea 4.3.11.6.) • a înlătura arsenicul din apa reziduală minieră prin adăugarea de săruri ferice (Secţiunea 4.3.11.7.). Secţiunile din Capitolul 3 referitoare la emisii şi nivele de consum prezintă exemple ale nivelelor atinse. Nu s-a putut face nici o legătură între tehnicile aplicate şi datele disponibile despre emisii. De aceea în acest document nu a fost posibilă tragerea de concluzii BAT cu nivelele de emisii corespunzătoare. Următoarele tehnici sunt BAT pentru tratarea apelor reziduale acide (Secţiune 4.3.11.5.): • tratamente active:

adăugarea de piatră de var (carbonat de calciu), var stins sau var nestins adăugarea de soda caustică pentru ARD cu un mare conţinut de mangan

• tratament pasiv: construirea de mlaştini deschiderea canalelor de piatră de var/ canalelor de scurgere a varului anoxic puţuri de deviaţie.

Sistemele de tratament pasiv sunt o soluţie pe termen lung după dezinstalarea unei amenajări, dar numai dacă sunt folosite ca un pas de rafinare combinat cu alte măsuri (preventive). Emisii de zgomot (Secţiunea 4.3.5.) BAT este pentru: • a folosi sisteme de lucru continue (de exemplu benzi rulante, conducte) • a încorpora sistemele de acţionare ale benzilor în zone în care zgomotul este o chestiune locală • mai întâi a crea panta exterioară a mormanului şi apoi a transfera rampele şi bancurile de lucru în

zona interioară a mormanelor pe cât posibil Proiectarea barajului În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1. şi Secţiunea 4.2., în timpul fazei de proiectare (Secţiunea 4.2.1.) a unui baraj de steril, BAT este pentru: • a folosi ca reper mărimea unei inundaţii care se întâmplă odată la o sută de ani, pentru proiectarea

mărimii capacităţii de urgenţă de descărcare a unui baraj in cazul unui accident cu intensitate mai scazuta

• a folosi ca reper mărimea unei inundaţii care se întâmplă odată la 5000-10000 de ani, pentru proiectarea mărimii capacităţii de urgenţă de descărcare a unui baraj cu rezistenţă mare la accidente de intensitate mare.

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xiii

Construirea barajului În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1 şi Secţiunea 4.2, în timpul fazei de construire (Secţiunea 4.2.2) a unui baraj de steril, BAT este pentru: • a curăţa solul natural de sub bazin de toată vegetaţia şi solurile humus (Secţiunea 4.4.3.) • a alege un material de construcţie al barajului care să se potrivească scopului şi care nu se va slăbi

în condiţii operaţionale sau climatice (Secţiunea 4.4.4.). Ridicarea barajelor În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1 şi Secţiunea 4.2, în timpul fazelor de construcţie şi operaţionale (Secţiunile 4.2.2. şi 4.2.3.) a unui baraj de steril, BAT este pentru: • a evalua riscul unei presiuni mari interstiţiale şi a monitoriza presiunea interstiţială înainte şi în

timpul fiecărei ridicări. Evaluarea ar trebui făcută de un expert independent. • a folosi tipuri convenţionale de baraje (Secţiunea 4.4.6.1.), în condiţiile următoare, când:

sterilul nu este potrivit pentru construirea barajului reţinerea în siguranţă este necesară pentru stocarea de apă amenajarea de administrare a sterilului este într-o locaţie îndepărtată şi inaccesibilă reţinerea apei cu steril este necesară pentru o perioadă extinsă (de exemplu cianura) scurgerea naturală în bazin este mare şi supusă la mari variaţii şi stocarea apei este necesară

pentru a o controla • a folosi metoda de construcţie amonte (Secţiunea 4.4.6.2.), în condiţiile următoare:

există un risc foarte mic seismic sterilul este folosit pentru construirea barajului: cel puţin 40-60% material cu mărimea

particulelor între 0.075 şi 4 mm în steril întreg (nu se aplică pentru steril tasat) • a folosi metoda de construcţie în aval (Secţiunea 4.4.6.3.), în aceleaşi condiţii, atunci când:

este disponibilă o cantitate suficientă de material de construcţie pentru baraj (de exemplu steril sau piatră reziduală)

• a folosi metoda de construcţie a axei centrale (Secţiunea 4.4.6.4), în următoarele condiţii, atunci când: riscul seismic este scăzut.

Operarea barajului În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1. şi Secţiunea 4.2., în timpul fazei operaţionale (Secţiunea 4.2.3.) a unui iaz de steril, BAT este pentru: • a monitoriza stabilitatea după cum este specificat mai jos • a asigura devierea oricărei descărcări în bazin departe de bazin în eventualitatea unor dificultăţi • a asigura amenajări alternative pentru descărcare, posibil în altă îndiguire • a asigura amenajări pentru o decantare secundară (de exemplu revărsare de urgenţă, Secţiunea

4.4.9.) şi/sau barje de pompare de rezervă pentru urgenţă, dacă nivelul apei libere din bazin atinge înălţimea de gardă minimă pre-determinată (Secţiunea 4.4.8.)

• a măsura mişcările pământului cu inclometre adânci şi a avea cunoştinţă despre condiţiile presiunii interstiţiale

• a asigura un drenaj corespunzător (Secţiunea 4.4.10.) • a menţine înregistrări despre proiectare şi construcţie şi orice actualizări/schimbări în

proiect/construcţie • a menţine un manual de siguranţă al barajului după cum se descrie în Secţiunea 4.2.3.1. în

combinaţie cu audituri independente după cum s-a menţionat în Secţiunea 4.2.3.2. • a educa personalul şi a asigura training adecvat pentru personal. Înlăturarea apei libere din iaz (Secţiunea 4.4.7.1) BAT este pentru: • a folosi un canal deversor în solul natural pentru bazinele din zona văii şi din afara văii • a folosi o coloană de decantare:

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL xiv

în climate reci cu un bilanţ pozitiv al apei pentru bazine stil padoc (cu secţiune pătrată)

• a folosi un puţ decantant: în climate calde cu un bilanţ negativ al apei pentru bazine tip padoc dacă se menţine o mare înălţime de gardă.

Deshidratarea sterilului (Secţiunea 4.4.16.) Alegerea metodei (steril nămolos, tasat sau uscat) depinde în principal de evaluarea a trei factori, şi anume: • cost • condiţii de mediu • riscul eşecului. BAT este pentru aplicarea managementului pentru: • steril uscat (Secţiunea 4.4.16.1) • steril ingrosat (Secţiunea 4.4.16.2.) sau • steril in forma de slam (Secţiunea 4.4.16.3.) Există mulţi factori care influenţează alegerea tehnicilor potrivite pentru o anume amenajare. Câţiva dintre aceşti factori sunt: • mineralogia minereului brut • valoarea minereului brut • distribuţia mărimii particulelor • disponibilitatea apei de proces • condiţii climatice • spaţiu disponibil pentru managementul sterilului. Funcţionarea amenajării de management a sterilului şi a sedimentelor miniere În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1. şi Secţiunea 4.2, în timpul fazei operaţionale (Secţiunea 4.2.3.) a oricărei amenajări de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere, BAT este pentru: • a devia deversarea externă naturală (Secţiunea 4.4.1.) • a administra sterilul sau sedimentele miniere în mină (Secţiunea 4.4.1.). În acest caz stabilitatea

pantei mormanului/barajului nu est o problemă • a aplica un factor de cel puţin 1.3 tuturor stivelor şi barajelor în timpul funcţionării (Secţiunea

4.4.13.1) • a îndeplini o progresivă restaurare/replantare (Secţiunea 4.3.6). Monitorizarea stabilităţii BAT este pentru: • a monitoriza într-un bazin/baraj de steril (Secţiunea 4.4.14.2.):

nivelul apei calitatea şi cantitatea scurgerilor de infiltraţii prin baraj (vezi şi Secţiunea 4.4.12.) poziţia pânzei freatice presiunea interstiţială mişcarea buzei barajului şi sterilului seismicitatea, pentru a asigura stabilitatea barajului şi a straturilor de suport (vezi şi Secţiunea

4.4.14.4.) dinamica presiunii interstiţiale şi a lichefierii mecanica solului procedurile de aşezare ale sterilului

• a monitoriza o haldă de steril (Secţiunea 4.4.14.2.):

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xv

geometria vârfului/pantei drenajul sub vârf presiunea interstiţială prin pori

• şi pentru a realiza: în cazul unui iaz/baraj de steril:

inspecţii vizuale (Secţiunea 4.4.14.3.) revizii anuale (Secţiunea 4.4.14.3.) audituri independente (Secţiunea 4.2.3.2. şi Secţiunea 4.4.14.3.) evaluări ale siguranţei barajelor existente (SEED) (Secţiunea 4.4.14.3)

în cazul unei halde de steril: inspecţii vizuale (Secţiunea 4.4.14.3) revizii geotehnice (Secţiunea 4.4.14.3) audituri geotehnice independente (Secţiunea 4.4.14.3).

Atenuarea accidentelor BAT este pentru a: • realiza planuri de urgenţă (Secţiunea 4.6.1.) • evalua şi urmări incidentele (Secţiunea 4.6.2.) • monitoriza conductele (Secţiunea 4.6.3.). Reducerea urmelor BAT este pentru a: • preveni şi/sau reduce generarea de steril/piatră reziduală (Secţiunea 4.1.) • îngropa sterilul (Secţiunea 4.5.1.), în următoarele condiţii, când:

ramblaierea este necesară ca parte a metodei de minerit (Secţiunea 4.5.1.1.) costul adiţional pentru ramblaiere este cel puţin compensat de recuperarea mai bună a

minereului în carieră, dacă sterilul se deshidratează uşor (de exemplu evaporare şi drenaj, filtrare) şi de

aceea un TMF poate fi evitat sau redus ca mărime (Secţiunile 4.5.1.2., 4.5.1.3., 4.5.1.4., 4.4.1.) se folosesc pentru ramblaiere cariere exploatate din apropiere dacă există (Secţiunea 4.5.1.5.) se îngroapă abataje mari în mine subterane (Secţiunea 4.5.1.6.). Abatajele îngropate cu steril

nămolos vor necesita drenaj (Secţiunea 4.5.1.9.). Ar trebui să fie adăugate si materiale de întărire pentru a mări stabilitatea (Secţiunea 4.5.1.8.)

• îngropa sterilul în formă de umplutură de pastă (Secţiunea 4.5.1.10), dacă sunt îndeplinite condiţiile pentru a aplica ramblaierea şi dacă: există o necesitate pentru o ramblaiere competentă sterilul este foarte fin, astfel încât ar fi disponibil puţin material pentru ramblaiere hidraulică.

În acest caz, marea cantitate steril fin trimis în bazin s-ar deshidrata foarte încet este dorit să se ţină apa afară din mină sau dacă este costisitor să pompezi apa care se scurge

din steril (adică pe o distanţă mare) • ramblaierea sedimentelor miniere, în următoarele condiţii (Secţiunea 4.5.2.), când:

poate îngropat într-o mină subterană în apropiere există una sau mai multe cariere deschise (acest lucru este uneori referit ca

"minerit de transfer") activitatea carierei se desfăşoară astfel încât este posibilă ramblaierea sedimentelor miniere

fără a împiedica activitatea carierei • investigarea posibilelor folosinţe ale sterilului şi sedimentelor miniere (Secţiunea 4.5.3.). Închiderea şi post-îngrijirea

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL xvi

În plus faţă de măsurile descrise în Secţiunea 4.1. şi Secţiunea 4.2., în timpul fazelor închiderii şi post-îngrijirii (Secţiunea 4.2.4.) oricărei amenajări de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere, BAT este pentru a: • dezvolta planuri pentru închidere şi post-îngrijire în timpul fazei de planificare a unei activităţi,

incluzând estimări ale costurilor, şi apoi a le actualiza de-a lungul timpului (Secţiunea 4.2.4.). Totuşi, cerinţele pentru reabilitare se dezvoltă în decursul vieţii unei activităţi şi pot să fie considerate în detalii precise mai întâi în faza de închidere a unui TMF

• a aplica un factor de siguranţă de cel puţin 1.3 pentru baraje şi halde după închidere (Secţiunea 4.2.4. şi 4.4.13.1.), chiar dacă există păreri împărţite în ceea ce priveşte acoperirea împotriva apei. (vezi Capitolul 7).

Pentru fazele de închidere şi post-îngrijire ale iazurilor de decantare BAT este pentru a construi baraje astfel încât să fie stabile pe termen lung dacă este aleasă pentru închidere o soluţie cu acoperiş împotriva apei. (Secţiunea 4.2.4.2.). Filtrarea aurului folosind cianuri În plus faţă de măsurile generice pentru toate exploatările care folosesc filtrarea aurului folosind cianuri, BAT este pentru a: • reduce folosirea CN aplicând:

strategii operaţionale pentru a minimiza adausul de cianuri (Secţiunea 4.3.2.2.) controlul automat al cianurilor (Secţiunea 4.3.2.2.1.) dacă este aplicabil, pretratarea cu peroxizi (Secţiunea 4.3.2.2.2.)

• a distruge rămăşiţele de CN liber înainte de a descărca în bazin (Secţiunea 4.3.11.8). Tabelul 4.13. prezintă exemple de nivele de CN obţinute în unele amenajări din Europa

• a aplica următoarele măsuri de siguranţă (Secţiunea 4.4.15.): determinarea mărimii circuitului de distrugere a cianurilor la o capacitate de două ori mai

mare decât cerinţele propriu-zise instalarea un sistem de backup pentru surplusurile de oxid de calciu instalarea de generatoare de curent de back-up.

Aluminiul În plus faţă de măsurile generice pentru toate rafinăriile de aluminiu, BAT este pentru a face următoarele: • în timpul activităţii:

a evita deversarea scurgerii apei reziduale în ape de suprafaţă. Acest lucru este realizat prin refolosirea apei în rafinărie (Secţiunea 4.3.11.1.) sau, în climate uscate, prin evaporare

• în faza post-îngrijire(Secţiunea 4.3.13.1.): a trata scurgerea la suprafaţă din TMF-uri înainte de descărcare, până când proprietăţile

chimice ating concentraţii acceptabile pentru a fi deversate în ape de suprafaţă a menţine drumurile de acces, sistemele de drenaj şi vegetaţia (incluzând re-plantarea de

vegetaţie dacă este necesar) a continua eşantionarea apei din pânza freatică.

Carbonatul de potasiu În plus faţă de măsurile generice pentru toate exploatările de carbonat de potasiu, BAT este pentru a face următoarele: • dacă solul natural nu este impermeabil, să se facă pământul de sub TMF impermeabil (Secţiunea

4.3.10.3.) • a reduce emisiile de praf din transportul pe banda rulantă (Secţiunea 4.3.4.3.1.) • sigilarea/acoperirea vârfului sivelor în afara zonei centrale impermeabile şi colectarea scurgerilor

(Secţiunea 4.3.11.4.1.) • ramblaierea abatajelor mari de steril uscat şi/sau nămolos (Secţiunea 4.5.1.6.).

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xvii

Cărbunele În plus faţă de măsurile generice pentru toate exploatările de cărbune, BAT este pentru a face următoarele: • a preveni infiltraţiile (Secţiunea 4.3.10.4.) • a deshidrata sterilul fin <0.5 mm provenit din flotaţie (Secţiunea 4.4.16.3.). Managementul mediului O serie de tehnici de managementul mediului sunt hotărâte ca fiind BAT. Intervalul (de exemplu nivelul de detaliu) şi natura EMS (de exemplu standardizat sau nestandardizat) vor fi în general în funcţie de natura, gama şi complexitatea instalării, şi gama de impacturi pe care le poate avea asupra mediului. BAT este pentru a implementa şi a adera la un sistem de management al mediului (EMS) care încorporează, ca fiind potrivite pentru situaţii individuale, următoarele caracteristici: (vezi Capitolul 4) • definirea unei politici a mediului pentru aparatura de exploatare prin management la vârf

(angajamentul pentru un management la vârf este văzut ca o precondiţie pentru o aplicare cu succes a altor caracteristici ale EMS)

• planificarea şi stabilirea procedurilor necesare • implementarea procedurilor, punând accent pe

structură şi responsabilitate instruire, cunoaştere, înţelegere şi competenţă comunicare implicarea angajaţilor documentare un control eficient al procesului programe de mentenanţă pregătire şi reacţii pentru situaţii de urgenţă acţionarea în conformitate cu regulile de protecţia muncii din legislaţia mediului

• verificarea realizărilor şi luarea de măsuri corective, punând accent pe monitorizarea şi măsurarea (vezi şi Documentul de Referinţă despre Monitorizarea Emisiilor) acţiuni corective şi preventive menţinerea de înregistrări auditul intern independent (acolo unde este posibil) pentru a determina dacă sistemul de

management al mediului se conformează aranjamentelor plănuite sau nu şi dacă a fost implementat şi menţinut corect

• revizii prin management la vârf. Alte trei caracteristici, care pot completa pe cele de mai sus, sunt considerate ca măsuri de suport. Totuşi, absenţa lor nu este în general inconsistentă cu BAT. Aceşti trei paşi adiţionali sunt: • examinarea şi validarea procedurii sistemului de management şi audit de către un organ acreditat

de certificare sau de un verificator EMS extern • pregătirea şi publicarea (şi posibila validare externă) unei declaraţii de mediu obişnuite care

descrie toate aspectele semnificante ale instalării, permiţând o comparaţie de la an la an atât cu obiectivele şi ţintele ecologice, cât şi cu standardele sectoarelor corespunzătoare

• implementarea şi aderarea la un sistem internaţional acceptat, ca EMAS şi EN ISO 14001:1996. Acest pas voluntar ar putea da o mai mare credibilitate EMS. În particular EMAS, care înglobează toate caracteristicile de mai sus, dă o mai mare credibilitate. Totuşi, sistemele nestandardizate pot să fie în principiu la fel în eficienţă cu condiţia ca ele să fie proiectate şi implementate corect.

Specific pentru managementul sterilului şi sedimentelor miniere, este BAT pentru a aplica un sistem integrat risc/siguranţă de management al mediului. De aceea managementul mediului trebuie să fie dezvoltat şi realizat în strânsă legătură cu evaluarea/managementul descrise în Secţiunea 4.2.1. şi managementul desfăşurării, supravegherii şi mentenanţei descris în Secţiunea 4.2.3.1.

Executive summary

July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL xviii

Tehnici inovative Capitolul 6 include şase tehnici "inovative" care nu au fost încă aplicate comercial şi care sunt încă în faza de cercetare sau dezvoltare. Acestea sunt: • descărcarea împreună a sterilului şi sedimentelor miniere provenite din minereu de fier • inhibarea progresului de ARD • reciclarea cianurilor folosind tehnologie învelitoare • celule de linie • utilizarea de pământ roşu pentru a remedia problemele poluării cu ARD şi metale • combinaţii de SO2/aer şi peroxid de hidrogen pentru a distruge cianurile. Au fost incluse aici pentru a lărgi cunoştinţele pentru orice revizie ulterioară a acestui document. Concluzii Schimbul de informaţii Multe documente au fost asigurate de către societăţi şi autorităţi ca bază pentru ca informaţiile să fie incluse în acest document. Buletine emise de ‘International Commission on Large Dams’ (Comisia Internaţională a Barajelor Mari) (ICOLD) privind managementul sterilului, documentul "Ghidul privind managementul exploatărilor de steril" din Canada şi "Codul practic al siguranţei barajelor" din Finlanda pot fi considerate ca pietre de temelie pentru acest document BAT. Cantitatea şi calitatea datelor din acest document denotă un dezechilibru, în aceea că s-au pus la dispoziţie puţine informaţii despre nivelele propriu-zise ale consumului şi emisiilor din amenajările de management a sterilului şi sedimentelor miniere industriale. Datele de emisie pentru operaţii asupra metalului sunt bazate pe cazuri singulare. Nu s-a putut face nici o corelaţie între tehnicile aplicate şi datele disponibile privind emisiile. De aceea concluziile BAT referitoare la un nivel asociat al emisiilor nu au fost posibile. Gradul de consens atins Concluziile lucrării au fost stabilite la finalul întâlnirii plenare din noiembrie 2003, atingându-se un grad mare de consens. Există o părere împărţită privind factorul de siguranţă pentru baraje stabile pe termen lung având un acoperământ împotriva umezelii. Recomandări pentru lucrări viitoare Rezultatul acestui schimb de informaţii, adică acest document, prezintă un pas înainte important în reducerea poluării de zi cu zi şi prevenirea accidentelor din amenajările de steril şi piatră reziduală. Pe unele teme, totuşi, informaţia este incompletă şi nu permite să fie atinse concluzii BAT. Lucrări viitoare s-ar putea concentra în mod util pe colectarea de informaţii pe următoarele teme: • dezvoltarea scopului pentru a se adresa tuturor tipurilor de reziduuri miniere şi de a include

exemple şi tehnici referitoare la alte minerale • informaţi mai detaliate referitoare la generarea de steril şi piatră reziduală • nivele ale emisiilor BAT asociate pentru tratamentul apelor reziduale şi pentru distrugerea

cianurilor • managementul subacvatic al sterilului în apă de mare • date economice pentru multe dintre tehnicile prezentate în Capitolul 4 • caracterizarea sterilului şi sedimentelor miniere:

pentru a include mai multe standarde internaţionale şi naţionale Anexa 4 pentru a dezvolta o metodologie standard pentru caracterizarea sedimentelor miniere şi

sterilului • mai multe date referitoare la realizări pentru tehnica sterilului tasat

Executive Summary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xix

• noi tehnici de remediere a cianurilor. Mai mult, lucrări viitoare pot să fie necesare şi pentru a adapta documentul BAT la scopul final al Directivei privind managementul reziduurilor din industria extractivă după adoptarea sa. Teme sugerate pentru proiectele viitoare de cercetare şi dezvoltare Schimbul de informaţii a expus şi alte arii unde se pot câştiga noi cunoştinţe folositoare din proiecte de Cercetare şi Dezvoltare. Acestea se referă la următoarele subiecte: • managementul ciclului vieţii: aplicarea unui management complet al ciclului de viaţă este esenţială

pentru ca o amenajare să atingă un nivel înalt de siguranţă şi performanţă ecologică. Totuşi, datele economice care să arate că este eficient economic să administrezi o exploatare minieră cu modelul ciclului de viaţă lipsesc deocamdată. Sunt necesare cercetări în acest domeniu pentru a investiga orice studii de caz existente, pentru a determina costurile aplicării managementului ciclului de viaţă integrat pentru proiecte de cercetare pe termen scurt (de exemplu pentru a afla profitul maxim în timpul activităţii)

• decompoziţia cianurilor produce toxicitate: toxicitatea cianurii în sine este un subiect deja bine examinat. Totuşi, se pare că unii produşi de decompoziţie pot fi şi ei de importanţă toxicologică. Din perspectiva impactului deversărilor din exploatări care folosesc cianuri pentru a filtra aurul, există o necesitate pentru cercetarea toxicităţii produşilor de decompoziţie ai cianurilor.

UE lansează şi sprijină, prin programele sale RTD, o serie de proiecte care se ocupă cu tehnologii de curăţare, tratamente inovative ale apelor reziduale şi tehnologii de reciclare si strategii de management. Aceste proiecte ar putea să aibă o contribuţie utilă la reluările viitoare ale acestui document. Cititorii sunt astfel invitaţi să informeze EIPPCB de orice rezultate ale cercetării relevante pentru tema acestui document (vezi şi prefaţa acestui document).

Preface

xx July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

PREFAŢĂ 1. Statutul acestui document Acest document reprezintă o parte componentă dintr-o serie de documente ce prezintă rezultatele unui schimb de informaţii dintre Statele Membre ale Uniunii Europene şi industriile interesate de cele mai bune tehnici existente (BAT), de monitorizare şi dezvoltare. *[Publicată de către Comisia Europeană sub forma Articolului 19, aliniatul 3 din Directiva propusă ce se referă la administrarea deşeurilor provenite de pe urma industriilor3 extractive. Prin urmare toate acestea trebuie luate în considerare pentru a determina care sunt “cele mai bune tehnici existente”]. *Notă: Parantezele vor fi eliminate de îndată ce procedura de publicare de către comisie este finalizată. 1.1. Bazele Punctul de început al acestui document îl reprezintă Comunicatul dat de către Comisia Europeană COM(2000) 664 în ceea ce priveşte Desfăşurarea în Siguranţă a Activităţilor Miniere (care va fi denumit de acum încolo în acest document: Comunicatul). După cum s-a subliniat în Secţiunea 5.5 al acestui Comunicat, activităţile de extragere a minereului brut nu sunt acoperite de Directiva Consiliului 96/61/EC (Directiva IPPC). Totuşi, activităţi precum cele de tipul celor desfăşurate la Zona de Extracţie de la Baia Mare (producere de metal prin solubilizarea aurului) sunt deja direct în raza de bătaie a Directivei IPPC. Paragraful 2.5, aliniatul b al Anexei I din Directiva IPPC prevedea “instalaţiile folosite la producerea de metale brute neferoase din minereu brut concentrează materie primă de mâna a doua prin procese metalurgice, chimicale sau electrolitice.” Comunicatul recunoaşte în continuare că Directiva IPPC nu acoperă toate amenajările din Uniunea Europeană, şi că de fapt nu discută nici măcar marea majoritate a amenajărilor, unde se folosesc amenajări de administrare a sterilului. Secţiunea 6 din Comunicat propune un plan pentru urmat, care include trei acţiunii de bază: • amendamentul Consiliului, Directivul 96/82/EC din 9 Decembrie 1996 ce se referă la controlul

pericolelor de accidente deosebit de grave cu substanţe periculoase (Directiva Seveso II) • o iniţiativă pentru administrarea deşeurilor provenite din industria extractivă • un document de referinţă BAT. Decizia de a crea un document de Referinţă Tehnic ce descrie BAT pentru Administrarea deşeurilor provenite din exploatările miniere în sensul Articolului 2, aliniatul 6 din Directiva IPPC a fost o înţelegere voluntară între Comisie, Statele Membre şi Industria Minieră. 2. Definiţia lui BAT Pentru al ajuta pe cititor să înţeleagă mai bine contextul în care acest document a fost scris, unele dintre cele mai relevante definiţii ale Directivei IPPC incluzând şi definirea termenului de “cele mai bune tehnici existente pe piaţă”, şi părerile ce susţin Propunerea unei Directive pentru administrarea deşeurilor provenite din industria extractivă este descrisă în această prefaţă. Această descriere este în mod inevitabil incompletă şi tocmai din acest motiv este dată doar pentru informare. Nu are nici o valoare legală şi nu schimbă sau prejudiciază în nici un fel previziunile reale ale acestei Directive. Propunerea de a avea o Directivă referitoare la administrarea deşeurilor provenite de la industriile extractive, aduce în plus măsuri, proceduri şi ghidaje pentru a preveni sau reduce cât mai mult posibil orice tip de efecte adverse asupra mediului înconjurător, şi alte riscuri rezultante pentru sănătatea umană, aduse ca un rezultat a administrării deşeurilor provenite din industriile extractive. Acest document are ca scop introducerea acestui tip de abordare pentru administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere produse de pe urma activităţilor miniere. Important pentru acest tip de abordare este principiul general prin care se prevede că operatorii ar trebui să ia toate măsurile adecvate de prevenire împotriva poluării, prin aplicarea celor mai bune tehnici existente, permiţându-le să sporească performanţele din punct de vedere al protejării mediului. Următoarele definiţii au fost aplicate: Termenul de “cele mai bune tehnici existente pe piaţă” după cum se defineşte în Articolul 2, aliniatul 11, din Directiva IPPC, ca fiind “”cea mai eficientă şi avansată etapă în dezvoltarea de activităţi şi metodele lor de funcţionare, ceea ce indică oportunitatea practică a unor tehnici speciale de 3 COM(03)319

Preface

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxi

a produce, în principiu bazele pentru valorile limită de emisii şi proiectate pentru a prevenii, şi acolo unde acest lucru nu se poate, în general pentru a reduce emisiile şi impactul lor asupra mediului în general.” Directiva propusă pentru administrarea deşeurilor provenite de la industriile extractive urmează aceeaşi definiţie de BAT. Termenul de “tehnici” include atât tehnologia folosită şi felul în care instalaţia/amenajarea este construită, proiectată, folosită şi scoasă din uz; Tehnicile “existente” sunt acelea care sunt dezvoltate la un asemenea grad astfel încât se permite implementarea în sectorul industrial relevant, sub incidenţa de condiţii economice şi tehnice viabile, luând în considerare costurile şi avantajele, dacă aceste tehnici sunt folosite sau produse în interiorul Statelor Membre în cauză, atâta timp cât ele sunt suficient de accesibile de către operator; Termenul de“cele mai bune” înseamnă cel mai eficient în a atinge un nivel mare general de protecţie a mediului ca un tot. Mai mult, Anexa IV a Directivei IPPC conţine o listă de “luat în considerare în general sau în cazuri specifice când se determină cele mai bune tehnici existente ţinând cont şi de costurile şi beneficiile probabile a unei măsuri precum şi principiile de precauţie şi prevenire:” 1. folosirea de tehnologie ce lasă în urmă foarte puţine deşeuri 2. folosirea de substanţe mai puţin periculoase 3. continuarea recuperărilor şi reciclărilor de substanţe generate şi folosite în procese şi în deşeuri,

după cum e mai bine. 4. procese de comparaţie, amenajările sau metodele de operare care au fost testate cu succes la scară

industrială; 5. schimbările şi avansările tehnologice în cunoaşterea şi înţelegerea ştiinţifică; 6. natura, efectele şi volumul de emisii care ne interesează; 7. datele de predare pentru instalaţii noi sau existente; 8. durata de timp necesară pentru a introduce cea mai bună tehnică existentă; 9. consumarea şi natura materialelor brute (inclusiv apa) folosite în cadrul procesului şi eficienţa

energetică a acestui proces; 10. nevoia de a prevenii sau de a reduce la minimum impactul total al emisiilor asupra mediului şi

riscurilor acestora; 11. nevoia de a prevenii accidente şi de a minimiza consecinţele lor pentru mediu; 12. informaţia publicată de către Comisie în conformitate cu Articolul 16, aliniatul 2 sau prin

organizaţii internaţionale.”. Articolul 19, aliniatul 2 a directivei propuse referitoare la administrarea deşeurilor provenite de la industriile extractive, aduce după el o obligaţie a Statelor Membre de a asigura faptul că autorităţile competente urmăresc sau sunt informate de dezvoltările din domeniu şi a celor mai bune tehnice din acel moment. 3. Obiectivele acestui document În cadrul Capitolului 6.3 din Comunicat se spune că documentul BAT ar trebui să facă referinţă la tehnici care să: • reducă poluare de zi de zi şi • să prevină sau să reducă numărul accidentelor. Mai mult, Comunicatul stipulează că documentul BAT va contribui la sporirea cunoaşterii măsurilor existente ce pot fi aplicate pentru a prevenii în viitor accidente similare (cum a fost cel de la Baia Mare). Cu aceste informaţii la îndemâna lor, autorităţile ce pot da licenţe de funcţionare precum şi Statele Membre au posibilitatea de a cere în cadrul Uniunii Europene ca exploatările ce folosesc amenajări de administrare a sterilului să îndeplinească standarde înalte din punct de vedere a mediului, menţinând în acelaşi timp profitabilitatea economică şi buna funcţionare a exploatării.

Preface

xxii July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Comisia (Environment DG) a înfiinţat un forum pentru schimb de informaţii (IEF) şi un număr de grupuri tehnice de lucru care au fost înfiinţate sub influenţă IEF. Atât IEF-ul cât şi grupurile tehnice de lucru include reprezentanţi din cadrul Statelor Membre şi din cadrul industriei. Ţinta acestor documente este aceea de a arată clar schimbul de informaţii care a avut loc şi de a produce informaţi de referinţă care să fie folosite de autorităţile competente şi de a fi luate în considerare atunci când se doreşte determinarea măsurărilor bazate pe BAT. Prin producerea de informaţii relevante în legătură cu cele mai bune tehnici existente, aceste documente ar trebuie să devină unelte extrem de valoroase care să conducă performanţa în domeniului mediului. 4. Sursele de Informaţii Acest document reprezintă sinteza unor informaţii culese dintr-o serie de surse, incluzând în particular expertiza grupurilor create pentru a asista Comisia în cadrul munci sale, şi verificată de către serviciile Comisiei. Toate contribuţiile sunt recunoscute. 5. Cum trebuie înţeles şi utilizat acest document Informaţiile prezentate în acest document au fost gândite pentru a fi utilizate ca un fel de date de intrare pentru determinarea lui BAT în anumite cazuri. Atunci când trebuie determinat BAT-ul şi trebuie setate măsurile ce se bazează pe BAT, trebuie ţinut mereu cont de scopul final, acela de a ajunge şi de a avea un nivel de protecţie asupra întregului mediului, extrem de ridicat. Acest document se adresează unui anumit număr de minereuri/produse. Totuşi, tehnicile aplicate aici sunt aplicabile şi pentru multe alte amenajări. De aceea acest document ar putea fi utilizat şi în afara acestei liste de minereuri, acolo unde problemele ce apar sunt similare. Restul acestui capitol descrie tipul informaţiilor care sunt oferite în fiecare secţiune a documentului. Capitolele 1 şi 2 oferă informaţii generale despre amenajările de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere din sectorul industrial şi despre procesele industriale folosite în cadrul sectorului acolo unde aceste procese sunt relevante şi sunt strâns legate de administrarea sterilului şi a sedimentelor miniere. Capitolul 0 oferă informaţii şi date legate de tehnicile de aplicare şi emisiile curente şi nivelurile de consum, reflectând situaţia în amenajările de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere deja existente şi în industria extractivă, la timpul scrierii acestui document. Capitolul 4 descrie în detalii mai amănunţite emisiile, reducerea riscurilor precum şi alte tehnici care sunt considerate ca fiind relevante pentru a determina BAT-ul şi măsurile bazate pe BAT. Această informaţie include consumul şi nivelul emisiilor considerate posibil de atins prin utilizarea tehnicii, ceva idei despre costurile şi problemele ce sunt asociate tehnicii, şi limitele între care se pot aplica, inclusiv amenajările de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere care are nevoie, de exemplu de amenajări noi, vechi, mari, mici. Tehnicile care sunt în general ştiute şi expirate nu sunt incluse în acest document. Capitolul 5 prezintă tehnicile, emisiile şi nivelurile de consum care se consideră că sunt compatibile cu BAT-ul într-un sens general. Scopul este deci de a oferii indicaţii generale cu privire la emisii, nivelurile de consum care se pot considera ca un punct de referinţă bun pentru ajuta în determinarea de mărimi ce au la bază BAT-ul. Trebuie spus totuşi faptul că acest document nu propune valori limită ale emisiilor. Măsurile care se iau bazate pe BAT vor trebuie să ia in considerare factori specifici fiecărei zone cum ar fi caracteristicile tehnice ale exploatării în cauză, poziţia sa geografică şi condiţiile impuse de mediul înconjurător. În cazul exploatărilor deja existente posibilitatea tehnică şi economică de ale upgrada trebuie luat în considerare. Chiar şi obiectivul singular de a asigura un nivel ridicat de protecţie pentru mediul înconjurător în general, va implica de cele mai multe ori realizarea de alegeri între diferite tipuri de impacturi asupra mediului înconjurător, iar aceste alegeri vor fi de cele mai multe ori influenţate de considerente locale. Cu toate că se face o încercare de discuta câteva dintre aceste probleme, este imposibil ca acestea să fie acoperite complet în acest document. Tehnicile şi nivelele prezentate în Capitolul 5 nu vor fi deci obligatorii pentru toate exploatările. Pe de altă parte, obligaţia de a asigura un nivel cât mai

Preface

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxiii

ridicat de protecţie a mediului înconjurător presupune că măsurile luate pe baza BAT nu pot fi luate având ca baza de justificare doar consideraţii şi motive locale. Prin urmare este de mare importanţă ca informaţia conţinută în acest document să fie luată în considerare de autorităţile competente. Datorită faptului că tehnicile cele mai bune se schimbă în timp, acest document va fi reanalizat şi actualizat după cum va fi cazul. De asemenea documentul poate fi reanalizat în cazul în care se adoptă Directiva propusă de administrare a deşeurilor provenite de la industriile extractive. Toate comentariile şi sugestiile ar trebui trimise la Biroul IPPC European din cadrul Institutului de Studii Tehnologice de Viitor la următoarea adresă: Edificio Expo, c/ Inca Garcilaso, s/n, E-41092 Seville, Spain Telefon: +34 95 4488 284 Fax: +34 95 4488 426 e-mail: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int Internet: http://eippcb.jrc.es

xxiv July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Document de Referinţă pentru Cele Mai Bune Tehnici Disponibile folosite în Managementul sterilului din iazuri si halde rezultate din

activităţi miniere SUMAR ......................................................................................................................................................................... I

PREFAŢĂ .................................................................................................................................................................XX

SCOPUL.............................................................................................................................................................XXXIV

SCOPUL....................................................................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

1 INFORMAŢII GENERALE ..............................................................................................................................1 1.1 Generalităţi despre industria minieră: metalele...........................................................................................2

1.1.1 Aluminiul ........................................................................................................................................3 1.1.2 Metale de baza (Cadmiu, Cupru, Plumb, Nichel, Staniu, Zinc).......................................................4 1.1.3 Cromul ............................................................................................................................................9 1.1.4 Fier ................................................................................................................................................10 1.1.5 Manganul.......................................................................................................................................11 1.1.6 Mercurul........................................................................................................................................12 1.1.7 Metale preţioase (Aur, Argint) ......................................................................................................13 1.1.8 Wolframul .....................................................................................................................................16

1.2 Generalităţi ale industriei: minerale industriale ........................................................................................17 1.2.1 Baritina..........................................................................................................................................17 1.2.2 Boraţii............................................................................................................................................19 1.2.3 Feldspatul ......................................................................................................................................19 1.2.4 Fluorina .........................................................................................................................................20 1.2.5 Caolinul .........................................................................................................................................21 1.2.6 Piatra de var...................................................................................................................................22 1.2.7 Fosfatul..........................................................................................................................................22 1.2.8 Stronţiul.........................................................................................................................................23 1.2.9 Talcul ............................................................................................................................................23

1.3 Generalităţi industriale: potasiu ................................................................................................................24 1.4 Generalităţi industriale: cărbunele ............................................................................................................26 1.5 Minele europene şi producerea de deşeuri miniere...................................................................................28 1.6 Chestiuni cheie legate de mediu ...............................................................................................................31

1.6.1 Amplasarea amenajării ..................................................................................................................32 1.6.2 Caracterizare materială inclusiv predicţia comportamentului pe termen lung...............................33 1.6.3 Parametrii relevanţi cu privire la mediu ........................................................................................34

1.6.3.1 Emisii tipice şi managementul apei şi reactivilor..................................................................34 1.6.3.2 Impactul emisiilor asupra mediului ......................................................................................35 1.6.3.3 Drenajul rocilor acide ...........................................................................................................36 1.6.3.4 Ruperi sau prăbuşiri accidentale ...........................................................................................38

1.6.4 Reabilitarea zonei şi întreţinerea după închidere ...........................................................................40

2 PROCESE ŞI TEHNICI OBIŞNUITE............................................................................................................41 2.1 Tehnici de minerit.....................................................................................................................................41

2.1.1 Tipuri de corpuri de minereu.........................................................................................................44 2.1.2 Metode de minerit subteran ...........................................................................................................44

2.2 Mineralogie ..............................................................................................................................................45 2.3 Tehnici de prelucrare a mineralelor ..........................................................................................................46

2.3.1 Echipamentul.................................................................................................................................46 2.3.1.1 Pulverizarea ..........................................................................................................................46

2.3.1.1.1 Sfărâmarea ...................................................................................................................46 2.3.1.1.2 Măcinarea ....................................................................................................................46

2.3.1.2 Sortarea.................................................................................................................................48 2.3.1.3 Strecurarea............................................................................................................................48

2.3.1.3.1 Pâlnii de decantare şi site hidraulice ............................................................................49 2.3.1.3.2 Hidrocicloni (Instalaţii de desprăfuire hidro) ...............................................................49 2.3.1.3.3 Clasori mecanici...........................................................................................................50

2.3.1.4 Concentrarea gravitaţională ..................................................................................................51 2.3.1.4.1 Separarea într-un mediu dens.......................................................................................51 2.3.1.4.2 Cernere.........................................................................................................................52 2.3.1.4.3 Planşete vibrante ..........................................................................................................54 2.3.1.4.4 Spirale ..........................................................................................................................54 2.3.1.4.5 Pâlnii ............................................................................................................................55

2.3.1.5 Flotaţie..................................................................................................................................56 2.3.1.6 Separare magnetică ...............................................................................................................58

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxv

2.3.1.7 Separare electrostatică.......................................................................................................... 58 2.3.1.8 Sortarea ................................................................................................................................ 59 2.3.1.9 Extracţia prin lesiere............................................................................................................. 59 2.3.1.10 Deshidratarea ....................................................................................................................... 60

2.3.2 Reactivi ......................................................................................................................................... 63 2.3.3 Efectele asupra caracteristicilor sterilului ..................................................................................... 64 2.3.4 Tehnici şi procese ......................................................................................................................... 65

2.3.4.1 Rafinarea aluminei ............................................................................................................... 65 2.3.4.2 Extragerea prin dizolvare a aurului folosind cianuri............................................................. 66

2.4 Administrarea sterilului şi al sedimentelor miniere.................................................................................. 70 2.4.1 Caracteristicile materialelor din amenajările de administrare a sterilului şi sedimentelor miniere 70

2.4.1.1 Forţă de rupere ..................................................................................................................... 70 2.4.1.2 Alte caracteristici ................................................................................................................. 70

2.4.2 Baraje miniere............................................................................................................................... 71 2.4.2.1 Sisteme de transport pentru sterilul aflat în starea sa de pastă .............................................. 74 2.4.2.2 Modul de construire a barajelor............................................................................................ 74 2.4.2.3 Depunerea în îndiguire ......................................................................................................... 81 2.4.2.4 Înlăturarea apei libere........................................................................................................... 82 2.4.2.5 Scurgerea infiltraţiilor .......................................................................................................... 84 2.4.2.6 Prevederi pentru inundaţii .................................................................................................... 85

2.4.6 Managementul subacvatic al deşeurilor ........................................................................................ 88 2.4.7 Moduri de cedare a barajelor şi haldelor ....................................................................................... 88

2.5 Caracteristicile şi comportamentul sterilului ............................................................................................ 89 2.6 Închiderea, reabilitarea şi urmărirea facilităţilor ...................................................................................... 90 2.7 Acidifierea haldelor - Acid Rock Drainage (ARD) .................................................................................. 91

3 PROCEDURI ŞI TEHNICI APLICATE........................................................................................................ 93 2.5 Metale ...................................................................................................................................................... 96

2.5.1 Aluminiu ....................................................................................................................................... 96 2.5.1.1 Mineralogie şi tehnici miniere.............................................................................................. 96 3.4.3.3 Managementul sterilului ..................................................................................................................... 98

3.4.3.3.2 Metode de management aplicate................................................................................ 101 3.4.3.3.3 Siguranţa TMF şi prevenţia accidentelor................................................................... 106 3.4.3.3.4 Dezafectare şi urmărire.............................................................................................. 106

3.4.3.4. Emisiile curente şi nivelurile de consum............................................................................ 106 3.4.3.4.1. Managementul apei şi reactivilor............................................................................... 106 3.4.3.4.2 Emisiile în aer............................................................................................................ 108 3.4.3.4.3 Emisiile în apă ........................................................................................................... 108 3.4.3.4.4 Contaminarea solului................................................................................................. 108 3.4.3.4.5 Consumul de energie ................................................................................................. 108

3.4.4. Metale de bază......................................................................................................................................... 109 3.4.4.1 Mineralogie şi tehnici miniere............................................................................................ 109 3.4.4.2 Procesarea minereului ........................................................................................................ 113

3.1.2.2.1 Sfărâmarea................................................................................................................. 115 3.1.2.2.2 Separarea ................................................................................................................... 118

3.1.2.3 Managementul sterilului..................................................................................................... 121 3.1.2.3.1 Caracteristicile sterilului............................................................................................ 122 3.1.2.3.2 Metode de management aplicate................................................................................ 127 3.1.2.3.3 Siguranţa TMF şi prevenţia accidentelor................................................................... 141 3.1.2.3.4 Dezafectarea şi urmărirea .......................................................................................... 146

3.1.2.4 Managementul sedimentelor miniere ................................................................................. 150 3.1.2.4.1 Caracteristicile sedimentelor miniere ........................................................................ 150 3.1.2.4.2 Metode de management aplicate................................................................................ 151

3.1.2.5 Niveluri curente de consum şi emisii ................................................................................. 155 3.1.2.5.1 Managementul apei şi reactivi ................................................................................... 155 3.1.2.5.2 Emisii în aer............................................................................................................... 160 3.1.2.5.3 Emisii în apă .............................................................................................................. 163 3.1.2.5.4 Contaminarea solului................................................................................................. 165 3.1.2.5.5 Consumul de energie ................................................................................................. 166

3.1.3 Cromul ........................................................................................................................................ 166 3.1.3.2 Mineralogie şi tehnici miniere............................................................................................ 166 3.1.3.3 Procesarea mineralului ....................................................................................................... 166 2.5.1.2 Managementul sterilului..................................................................................................... 169

2.5.1.2.1 Caracteristicile sterilului............................................................................................ 169 2.5.1.2.2 Metode de gestionare aplicate ................................................................................... 169 2.5.1.2.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor ................................................................. 170

2.5.1.3 Managementul sedimentelor de steril................................................................................. 170 2.5.1.3.1 Închiderea sitului şi întreţinere ulterioară .................................................................. 170

2.5.1.4 Emisii curente şi nivele de consum .................................................................................... 170 2.5.1.4.1 Managementul apei şi reactivii .................................................................................. 171

xxvi July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.5.1.4.2 Emisii în aer ...............................................................................................................171 2.5.1.4.3 Emisiile în apă ...........................................................................................................171 2.5.1.4.4 Contaminarea solului .................................................................................................172 2.5.1.4.5 Consumul de energie..................................................................................................172

2.5.2 Fierul ...........................................................................................................................................172 2.5.2.1 Mineralogie şi tehnice miniere............................................................................................172 2.5.2.2 Procesarea minereului.........................................................................................................175

2.5.2.2.1 Pulverizarea ...............................................................................................................175 2.5.2.2.2 Separarea....................................................................................................................175

2.5.2.3 Managementul sterilului .....................................................................................................176 2.5.2.3.1 Caracteristicile sterilului ............................................................................................176 2.5.2.3.2 Aplicarea metodelor de management .........................................................................178 2.5.2.3.3 Dezvoltarea unor noi metode de depozitare ...............................................................186 2.5.2.3.4 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor .................................................................186 2.5.2.3.5 Închidere şi întreţinere ulterioară închiderii ...............................................................189

2.5.2.4 Managementul sedimentelor de steril .................................................................................189 2.5.2.4.1 Caracteristicile sedimentelor de steril ........................................................................189 2.5.2.4.2 Metode de management aplicate ................................................................................190 2.5.2.4.3 Siguranţa amenajărilor haldelor de steril şi prevenirea accidentelor ..........................192 2.5.2.4.4 Închiderea sitului şi întreţinerea ulterioară închiderii.................................................192

2.5.2.5 Emisii prezente şi nivele de consum...................................................................................193 2.5.2.5.1 Managementul apei şi reactivi ...................................................................................194 2.5.2.5.2 Emisiile în aer ............................................................................................................194 2.5.2.5.3 Emisiile în apă ...........................................................................................................195 2.5.2.5.4 Contaminarea solului .................................................................................................196 2.5.2.5.5 Consumul de energie..................................................................................................197

2.5.3 Manganul.....................................................................................................................................197 2.5.3.1 Mineralogie şi tehnici de minerit ........................................................................................197 2.5.3.2 Managementul sterilului .....................................................................................................197

2.5.4 Metale preţioase (aurul şi argintul)..............................................................................................198 2.5.4.1 Mineralogia şi tehnici de exploatare minieră ......................................................................198 2.5.4.2 Procesarea minereului.........................................................................................................199

2.5.4.2.1 Pulverizarea ...............................................................................................................199 2.5.4.2.2 Separarea....................................................................................................................199

2.5.4.3 Managementul sterilului .....................................................................................................202 2.5.4.3.1 Caracteristici ale sterilului .........................................................................................202 2.5.4.3.2 Metode de management aplicate ................................................................................204 2.5.4.3.3 Masurile de siguranta in TMF si prevenirea accidentelor ..........................................208 2.5.4.3.4 Inchiderea minei si actiunile ulterioare inchiderii ......................................................209

2.5.4.4 Managementul sedimentelor sterile ....................................................................................210 2.5.4.5 Emisiile curente in atmosfera si nivelurile de consum........................................................211

2.5.4.5.1 Managementul apei si al reactivilor ...........................................................................212 2.5.4.5.2 Emisiile de particule in atmosfera..............................................................................217 2.5.4.5.3 Emisiile in apa ...........................................................................................................218 2.5.4.5.4 Consumul de energie..................................................................................................219

2.5.5 Wolfram ......................................................................................................................................219 2.5.5.1 Mineralogie şi tehnici miniere ............................................................................................219 1.1.6.1 Prelucrarea minereurilor .....................................................................................................220

1.1.6.1.1 Măcinarea ..................................................................................................................220 1.1.6.1.2 Separarea....................................................................................................................220

1.1.6.2 Managementul sterilului .....................................................................................................221 1.1.6.2.1 Caracteristicile sterilului ............................................................................................222 1.1.6.2.2 Metode de management aplicate ................................................................................223 1.1.6.2.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor .................................................................224 1.1.6.2.4 Închiderea şi întreţinerea ulterioară ............................................................................224

1.1.6.3 Managemenrul sedimentelor sterile ....................................................................................225 1.1.6.4 Emisii curente şi nivele de consum.....................................................................................225

1.1.6.4.1 Managementul apei şi reactivi ...................................................................................225 1.1.6.4.2 Emisii în aer ...............................................................................................................225 1.1.6.4.3 Emisii în apă ..............................................................................................................225

1.1.7 Costuri .........................................................................................................................................226 1.1.7.1 Operare ...............................................................................................................................226 1.1.7.2 Închiderea ...........................................................................................................................230

1.2 Minereuri industriale ..............................................................................................................................231 1.2.1 Baritina........................................................................................................................................231

1.2.1.1 Mineralogie şi tehnici miniere ............................................................................................232 1.2.1.2 Prelucrarea minereurilor .....................................................................................................232 1.2.1.3 Managementul sterilului .....................................................................................................233 1.2.1.4 Managementul sedimentelor sterilee ..................................................................................235

1.2.2 Boratul.........................................................................................................................................235

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxvii

1.2.2.1 Mineralogie şi tehnici miniere............................................................................................ 236 1.2.2.2 Prelucrarea minieră ............................................................................................................ 236 1.2.2.3 Managementul sterilului..................................................................................................... 237

1.2.3 Feldspatul.................................................................................................................................... 238 1.2.3.1 Mineralogie şi tehnici/metode miniere ............................................................................... 238 1.2.3.2 Prelucrarea minereurilor..................................................................................................... 238 1.2.3.3 Managementul sterilului..................................................................................................... 243

1.2.3.3.1 Caracteristicile/proprietăţile sterilului ....................................................................... 243 1.2.3.3.2 Metode de management aplicate................................................................................ 244 1.2.3.3.3 Siguranţa TMF-ului şi prevenirea accidentelor ......................................................... 244

1.2.3.4 Current emissions and consumption levels......................................................................... 244 1.2.3.4.1 Managementul apei şi reactivilor............................................................................... 244 1.2.3.4.2 Consumul energetic ................................................................................................... 245

1.2.4 Fluorina....................................................................................................................................... 245 1.2.4.1 Mineralogie şi tehnici miniere............................................................................................ 245 1.2.4.2 Managementul sterilului..................................................................................................... 246

1.2.4.2.1 Separarea gravitaţională ............................................................................................ 246 1.2.4.2.2 Flotaţia....................................................................................................................... 246 1.2.4.2.3 Prelucrarea fluorinei/galenei...................................................................................... 247

1.2.4.3 Managementul sterilului..................................................................................................... 247 1.2.4.3.1 Metode de management aplicate................................................................................ 247 1.2.4.3.2 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor ................................................................. 248 1.2.4.3.3 Închiderea minelor şi întreţinerea ulterioară .............................................................. 248

1.2.4.4 Managementul sedimentelor sterile.................................................................................... 248 1.2.4.5 Emisii curente şi niveluri de consum.................................................................................. 248

1.2.4.5.1 Managementul apei şi al reactivilor........................................................................... 248 1.2.4.5.2 Contaminarea solului................................................................................................. 249

1.2.5 Caolinul ...................................................................................................................................... 249 1.2.5.1 Mineralogie şi tehnici miniere............................................................................................ 249 1.2.5.2 Prelucrarea minereurilor..................................................................................................... 249 1.2.5.3 Managementul sterilului..................................................................................................... 254

1.2.5.3.1 Caracteristicile sterilului............................................................................................ 254 1.2.5.3.2 Metodele de management utilizate ............................................................................ 254 1.2.5.3.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor ................................................................. 256

1.2.5.4 Managementul sedimentelor sterile................................................................................... 256 1.2.5.5 Nivelul actual al emisiilor şi al consumului ....................................................................... 256

1.2.5.5.1 Managementul apei şi al reactivilor........................................................................... 256 3.1.3.3.1 Consumul energetic ................................................................................................... 256

3.1.4 Calcarul....................................................................................................................................... 257 3.1.4.2 Mineralogie si tehnici de minerit........................................................................................ 257 3.1.4.3 Procesarea mineralelor ....................................................................................................... 257 3.1.4.4 Managementul sterilului..................................................................................................... 260

3.1.4.4.1 Caracterisicile sterilului............................................................................................. 260 3.1.4.4.2 Managementul metodelor aplicate............................................................................. 260

2 TEHNICI DE LUAT IN CONSIDERARE IN DETERMINAREA BAT ..................................................... 302 2.5.5.2 Control and monitoring ...................................................................................................... 319 2.5.5.3 Long-term closure objectives ............................................................................................. 328

2.5.6 Tehnici pentru reducerea consumului de reactiv......................................................................... 357 2.5.6.1 Controlul procesului bazat pe computer ............................................................................. 357 2.5.6.2 Strategii operationale pentru minimalizarea adaosului de cianura ..................................... 358

2.5.6.2.1 Controlul automat al cianurii ..................................................................................... 358 2.5.6.2.2 Pretratarea peroxidului .............................................................................................. 359

2.5.6.3 Pre-sortarea ........................................................................................................................ 359 2.5.7 Prevenirea eroziunii prin apa ...................................................................................................... 360 2.5.8 Prevenirea formarii prafului........................................................................................................ 360

2.5.8.1 Plajele................................................................................................................................. 360 2.5.8.2 Pantele................................................................................................................................ 362 2.5.8.3 Transport ............................................................................................................................ 362

2.5.8.3.1 Banda rulanta............................................................................................................. 362 2.5.8.3.2 Camioane................................................................................................................... 363

2.5.9 Tehnici de reducere a emisiilor de zgomot ................................................................................. 363 2.5.10 Restaurare/revegetare progresiva ................................................................................................ 364 2.5.11 Bilantul apei................................................................................................................................ 366 2.5.12 Drenarea bazinelor ...................................................................................................................... 367 2.5.13 Managementul apei libere........................................................................................................... 368 2.5.14 Managementul infiltratiilor ......................................................................................................... 368

2.5.14.1 Prevenirea si reducerea infiltratiilor ................................................................................... 369 2.5.14.2 Controlul infiltratiilor......................................................................................................... 371 2.5.14.3 Halde de steril din minele de potasiu.................................................................................. 372

xxviii July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.5.14.4 Haldele de steril din minele de carbuni...............................................................................373 2.5.15 Tehnici pentru reducerea emisiilor in apa....................................................................................377

2.5.15.1 Refolosirea apei de procesare .............................................................................................377 2.5.15.2 Spalarea sterilelor ...............................................................................................................377 2.5.15.3 Tratarea metalelor dizolvate ...............................................................................................377 2.5.15.4 Solidele suspendate si componenti dizolvati.......................................................................378

2.5.15.4.1 Bazine de sedimentare ...............................................................................................378 2.5.15.5 Tratarea apei acide..............................................................................................................379 2.5.15.6 Tratarea apei alcaline..........................................................................................................381 2.5.15.7 Tratarea cu arsenic..............................................................................................................382 2.5.15.8 Tratarea cu cianura .............................................................................................................383 2.5.15.9 Bariere permeabile reactive ................................................................................................386

2.5.16 Monitorizarea apei freatice..........................................................................................................387 2.5.17 Intretinere ulterioara ....................................................................................................................387

2.5.17.1 TMF cu namol rosu de alumina ..........................................................................................387 2.6 Prevenirea accidentelor...........................................................................................................................388

2.6.1 Managementul sterilelor sau a sedimentelor miniere mina..........................................................388 2.6.2 Devierea scurgerilor naturale.......................................................................................................388

2.6.2.1 Bazine.................................................................................................................................388 2.6.2.2 Haldele................................................................................................................................389

2.6.3 Pregatirea terenului natural de sub baraj......................................................................................389 2.6.4 Materialul pentru constructia barajului........................................................................................389 2.6.5 Depozitarea sterilelor ..................................................................................................................389 2.6.6 Tehnici pentru construirea si ridicarea barajelor .........................................................................390

2.6.6.1 Baraje conventionale ..........................................................................................................391 2.6.6.2 Metoda amonte ...................................................................................................................392 2.6.6.3 Metoda aval ........................................................................................................................393 2.6.6.4 Metoda centrala ..................................................................................................................394

2.6.7 Managementul apei libere ...........................................................................................................394 2.6.7.1 Indepartarea apei libere.......................................................................................................394

2.6.8 Inaltimea de garda .......................................................................................................................395 2.6.9 Descarcarea de urgenta................................................................................................................395 2.6.10 Determinarea inundatiei din proiectare pentru bazinele de steril.................................................396 2.6.11 Drenajul barajelor........................................................................................................................396

2.6.11.1 Baraje permeabile ...............................................................................................................396 2.6.11.2 Baraje impermeabile...........................................................................................................397

2.6.12 Monitorizarea infiltratiilor...........................................................................................................397 2.6.13 Stabilitatea barajului si a haldei...................................................................................................398

2.6.13.1 Coeficientul de siguranta ....................................................................................................398 2.6.13.2 Stabilitatea haldei de steril din caolin .................................................................................399 2.6.13.3 Stabilitatea barajului de steril de calcar ..............................................................................399

2.6.14 Tehnici pentru monitorizarea stabilitatii barajelor si a haldelor ..................................................400 2.6.14.1 Dezvoltarea unui plan de monitorizare ...............................................................................400 2.6.14.2 Masurari, echipament si frecventa monitorizarii barajelor de steril ....................................400 2.6.14.3 Inspectie si audit/revizuiri...................................................................................................401 2.6.14.4 Stabilitatea straturilor de sprijin..........................................................................................403

2.6.15 Gestiunea cianurii........................................................................................................................403 2.6.16 Drenarea sterilelor .......................................................................................................................403

2.6.16.1 ‘Sterilul uscat’.....................................................................................................................404 2.6.16.2 Sterilul decantat ..................................................................................................................405 2.6.16.3 Drenarea sterilelor fine de carbune .....................................................................................408

2.7 Reducerea amprentelor ...........................................................................................................................408 2.7.1 Rambleul sterilelor ......................................................................................................................408

2.7.1.1 Rambleul ca parte a metodei de exploatare.........................................................................409 2.7.1.2 Rambleul in exploatarea in cariera la scara mica deschisa.................................................410 2.7.1.3 Rambleul sterilelor filtrate ..................................................................................................410 2.7.1.4 Rambleul partial in carierele deschise ................................................................................410 2.7.1.5 Rambleul intr-o cariera de suprafata...................................................................................411 2.7.1.6 Rambleul subteran ..............................................................................................................411 2.7.1.7 Rambleul in exploatarea la adancime a carbunelui .............................................................411 2.7.1.8 Adaugarea de lianti .............................................................................................................412 2.7.1.9 Drenajul cavitatilor ramblaiate ...........................................................................................412 2.7.1.10 Umplutura...........................................................................................................................413

2.7.2 Rambleul cu sedimente miniere ..................................................................................................414 2.7.3 Managementul sterilelor subacvatice ..........................................................................................414 2.7.4 Alte utilizari ale sterilelor si sedimente miniere ..........................................................................416

2.8 Reducerea accidentelor...........................................................................................................................417 2.8.1 Planuri de urgenta........................................................................................................................417 2.8.2 Evaluarea si consecintele incidentelor.........................................................................................417 2.8.3 Explozia conductei de steril.........................................................................................................418

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxix

2.9 Instrumente pentru managementul mediului inconjurator...................................................................... 418

3 CELE MAI BUNE TEHNICI EXISTENTE PENTRU MANAGEMENTUL STERILELOR SI SEDIMENTELOR MINIERE IN ACTIVITATILE MINERE .................................................................. 426

3.1 Introducere ............................................................................................................................................. 426 3.2 Generic................................................................................................................................................... 427 3.3 Lesierea aurului folosind cianura ........................................................................................................... 432 3.4 Aluminiu ................................................................................................................................................ 433 3.5 Potasiu.................................................................................................................................................... 433 3.6 Carbune.................................................................................................................................................. 433 3.7 Management ecologic ............................................................................................................................ 434

4 TEHNICI NOI PENTRU MANAGEMENTUL STERILELOR SI SEDIMENTE MINIERE IN ACTIVITATILE MINIERE ........................................................................................................................................................ 435

4.1 Depozitarea atat a sterilelor minereului de fier, cat si a sedimente miniere............................................ 435 4.2 Inhibarea progresului ARD .................................................................................................................... 435 4.3 Reciclarea cianurii prin tehnologia membranei...................................................................................... 436 4.4 Celule aliniate ........................................................................................................................................ 436 4.5 Utilizarea slamului rosu tratat pentru remedierea problemelor poluarii cu ARD si metale .................... 437 4.6 Combinarea tehnicilor SO2/aer si peroxid de hidrogen pentru a distruge cianura .................................. 437

5 CONCLUZII ................................................................................................................................................... 438

xxx July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Lista imaginilor

Figura 1.1: Producţia primară de cadmiu în Europa în 1999 ..........................................................................................5 Figura 1.2:Producţia din mineritul cuprului în Europa în 1999 ......................................................................................5 Figura 1.3: Producţia minelor de plumb în Europa în 1999............................................................................................6 Figura 1.4: Producţia mondială minieră a nichelului în 2001 .........................................................................................7 Figura 1.5: Producţia mondială de staniu în 1999 ..........................................................................................................8 Figura 1.6: Producţia de zinc în Europa în 1999.............................................................................................................9 Figura 1.7: Producţia de fier în Europa în 1999............................................................................................................10 Figura 1.8: Producţia de mangan în Europa în 1999.....................................................................................................12 Figura 1.9: Producţia mondială de mangan în 1999 .....................................................................................................12 Figura 1.10: Producţia de aur extras în Europa în 1999................................................................................................14 Figura 1.11: Producţia de argint extras în Europa în 1999............................................................................................14 Figura 1.12: Producţia mondială de aur extras în 2001 ................................................................................................15 Figura 1.13: Distribuţia mondială de mine de aur sau aur şi argint care foloseau cianurarea în 2000 ..........................16 Figura 1.14: Producţia de baritină extrasă în Europa în 2000.......................................................................................18 Figura 1.15: Producţia mondială de baritină (cifre de producţie) în 2000 ....................................................................19 Figura 1.16: Producţia de feldspat extras în Europa în 1999 ........................................................................................20 Figura 1.17: Producţia de fluorină în Europa (1999) ....................................................................................................21 Figura 1.18: Producţia de caolin în Europa în 1999......................................................................................................22 Figura 1.19: Producţia minieră de talc în Europa (1999)..............................................................................................24 Figura 1.20: Producţia de minerit de potasiu (K2O) în Europa în 1999 ........................................................................25 Figura 1.21: Ilustrare schematică a unora dintre cele mai importante procese geochimice .........................................37 Figura 1.22: Ilustrare schematică a generării apei de drenaj ca o funcţie de interacţiunea între steril .........................38 Figura 1.23: Exemplu de iaz mare de steril (330 Mm3) ...............................................................................................38 Figura 1.24: Exemplu de iaz mic de decantare a sterilului ...........................................................................................39 Figura 2.1: Trecerea de la exploatare de suprafaţă la minerit subteran.........................................................................42 Figura 2.2: Desen schematic al unei exploatări de suprafaţă ........................................................................................43 Figura 2.3: Desen schematic al unei mine subterane ....................................................................................................43 Figura 2.4: Moară cu bile .............................................................................................................................................47 Figura 2.5: Circuit de măcinare cu mori AG (măcinare primară, în partea dreaptă) ....................................................47 Figura 2.6: Clasor hidraulic ..........................................................................................................................................49 Figura 2.7: Hidrociclon ................................................................................................................................................50 Figura 2.8: Clasori (sita) greblă şi în spirală .................................................................................................................51 Figura 2.9: Baie Drewboy ............................................................................................................................................52 Figura 2.10: Denver mineral jig....................................................................................................................................53 Figura 2.11: Planşetă vibrantă ......................................................................................................................................54 Figura 2.12: Banc spiral................................................................................................................................................55 Figura 2.13: Pâlnia Reichert .........................................................................................................................................56 Figura 2.14: Procesul de flotaţie...................................................................................................................................56 Figura 2.15: Celulă mecanică de flotaţie ......................................................................................................................57 Figura 2.16: Celulă pneumatică de flotaţie ...................................................................................................................57 Figura 2.17: Separatori cu tambur de intensitate scăzută..............................................................................................58 Figura 2.18: Lesierea haldei .........................................................................................................................................59 Figura 2.19: Rezervor utilizat la lesiere........................................................................................................................60 Figura 2.20: Cuvă de îngroşare continuă ......................................................................................................................61 Figura 2.21: Filtrul presă planşă-şi-cadru .....................................................................................................................62 Figura 2.22: Filtrul rotativ ............................................................................................................................................62 Figura 2.23: Filtrul cu disc ...........................................................................................................................................62 Figura 2.24: Fluxul tehnologic tipic al procesului Bayer..............................................................................................66 Figura 2.25: Principiul recuperării aurului prin dizolvare.............................................................................................67 Figura 2.26: Circuitul apei din baraj schimbat de la .....................................................................................................71 Figura 2.27: Imaginea unui iaz de steril într-o gaură deja existentă .............................................................................72 Figura 2.28: Imaginea unui iaz de steril într-o gaură deja existentă .............................................................................72 Figura 2.29: Imagine cu un iaz de steril aflat într-o vale ..............................................................................................73 Figura 2.30: Imagine a unui iaz de steril făcut într-o vale ce a mai suferit modificări pentru a deveni perfect izolată .73 Figura 2.31: Iaz de steril construit pe pământ plat (Datorat societăţii AngloGold, Divizia Sud Africană) ...................74 Figura 2.32: Exemplu de ţărm la un bazin de nămol roşu de la o rafinărie de alumină ................................................75 Figura 2.33: Baraj convenţional ...................................................................................................................................76 Figura 2.34: Baraj convenţional construit în etape .......................................................................................................77 Figura 2.35: Baraj construit pe etape cu zonă de permeabilitate scăzută în amonte .....................................................77 Figura 2.36: Baraj de steril cu zona de mijloc cu o permeabilitate scăzută ..................................................................78 Figura 2.37: Rândul de hidrocicloane aşezate pe creasta barajului...............................................................................78 Figura 2.38: Tipuri de baraje ridicate secvenţial cu steril în structură ..........................................................................79 Figura 2.39: Metoda în amonte folosind steril centrifugat............................................................................................79 Figura 2.40: Baraje ridicate folosind metoda în amonte în cadrul exploatării de la Aughinish ....................................80 Figura 2.41: Construirea în aval a barajului folosind hidrocicloane .............................................................................80 Figura 2.42: Metoda în centru ......................................................................................................................................81 Figura 2.43: Sistem de decantare în turn ......................................................................................................................82

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxxi

Figura 2.44: Sistem de decantare în cascadă ................................................................................................................ 83 Figura 2.45: Barjă de pompare..................................................................................................................................... 83 Figura 2.46: Scenarii simplificate de curgere a infiltraţiilor pentru diferite tipuri de iazuri de decantare pentru steril 84 Figura 2.47: Schiţa operaţiunilor de management a sterilului îngroşat [11, EPA, 1995] ............................................. 86 Figura 3.1: Fluxul tipic de masa de la bauxită la aluminium (masa uscată) ................................................................. 98 Figura 3.2: Granulaţia (mărimea particulei vs. trecerea % cumulativă) mâlului roşu la uzinele Sardinia (EA) şi Aughinish [89,

Teodosi, 2002], [22, Aughinish, ] ....................................................................................................... 98 Figura 3.3: Conţinutul în solide (procente din greutate) al sterilului pentru schemele de management convenţională şi cu

îngroşare.............................................................................................................................................. 99 Figura 3.4: Granulaţia nisipului de procesare (dimensiunea particulei vs. trecerea % cumulativă) la minele din Sardinia şi

Aughinish.......................................................................................................................................... 101 Figura 3.5: Localizarea TMF la mina din Sardinia .................................................................................................... 102 Figura 3.6: O secţiune a barajului de steril de la mina din Sardinia ........................................................................... 103 Figura 3.7: Secţiune prin barajul înălţat folosind metoda în amonte .......................................................................... 104 Figura 3.8: Secţiune prin bazinul de steril de la Ajka prezentând barajul, bazinul, puţurile de observare, peretele despărţitor şi

condiţiile solului, ca şi humusul la închidere..................................................................................... 105 Figura 3.13: Situaţia sterilului şi a bazinelor de clarificare de la Aitik în anul 2000.................................................. 128 Figure 3.25: Bilantul apei utilizate la Hitura .............................................................................................................. 156 Figure 3.26: Bilantul apei utilizate la mina Pyhäsalmi în anul 2001 .......................................................................... 157 Figure 3.27: Bilantul apei utilizate pentru exploatările din mina Zinkgruvan prezentate ca debite medii anuale şi debit maxim

în timpul exploatării .......................................................................................................................... 158 Figure 3.28: Concentraţia medie anuală de zinc (în mg/l) în excesul de apă din iazul de decantare în recipient/emisar şi

transportul calculat (kg/an) 1984 - 2000............................................................................................ 165 Figure 3.29: : Fluxul tehnologic al staţiei de procesare a mineralului la Kemi .......................................................... 168 Figura.6: Prezentarea depozitului de minereu de la Malmberget ............................................................................... 173 Figura.7: Concentratorul de la Kiruna........................................................................................................................ 176 Figura.8: Secţine transversală în barajul de steril de la Malmberget .......................................................................... 184 Figura.9: Steirischer Erzberg ..................................................................................................................................... 185 Figura.10: Schema tehnologică a unui exemplu de circuit de procesae a minereului de aur...................................... 200 Figure 3.35: Schiţa procesului CIL ............................................................................................................................ 201 Figura.12: Graficul formării potenţiale de acid vs. neutralizarea potenţială pe baza probelor .................................. 203 Figure 13: Schita sectiunii transversale a iazului de steril de la Ovacik. [56, Grupa Aurului, 2002] ......................... 205 Figura.14: Schita sistemului compozit de captuseala de la situl Ovacik 206 Figura.15: Sectiune transversala prin barajul sitului Boliden [50, Grupa Aurului, 2002] ......................................... 207 Figure.16: Schema procesului de tratare a sterilului si a apei reziduale/de scurgere de la mina ............................... 208 Figura.17: Locatiile pentru monitorizarea conditiilor de mediu la amaplasamentul Ovacik ...................................... 211 Figura .17: Variatia sezoniera a calitatii apei din iazurile de decantare a sterilului .................................................. 213 Figura 18: Balanta de apa la amplasamentul Boliden ................................................................................................ 216 Figura 19: Ciclul apei la site-ul ORIVESI ................................................................................................................. 217 Figura 20: Schema tehnologică a staţiei de prelucrare a minereurilor de la Mittersill ............................................... 221 Figura 21: Repartiţia granulometrică a materialui de alimentare a staţiei de prelucrare ........................................... 223 Figura 22: Schema tehnologică a staţiei de prelucrare a minereurilor de baritină ..................................................... 233 Figura 23: Deshidratarea sterilului de baritină în carieră ........................................................................................... 235 Figura 24: Deshidratarea sterilului în bazine de beton ............................................................................................... 235 Figura 25: Schema tehnologică simplificată a prelucrării produselor de bor rafinat .................................................. 237 Figura 26: Particule de feldspat comparativ cu diagrama de regenerare .................................................................... 239 Figura 27: Schema tehnologică privind recuperarea feldspatului prin intermediul flotaţiei....................................... 240 Figura 28: Faza de prelucrare uscată în recuperarea feldspaţilor ............................................................................... 241 Figura 29: Schema tehnologică a prelucrării caolinului ............................................................................................. 251 Figura 30: Grafic prezentând dimensiunea granulelor de caolin comparativ cu cantitatea ........................................ 252 Figure 3.56: Fluxul de productie al carbonatului de calciu ........................................................................................ 259 Figura 2.10: Diagrama tehnologica a procesului de dizolvare incinsa-cristalizare..................................................... 276 Figura 2.11: Diagrama tehnologica a unei statii de flotatie (schema) ........................................................................ 277 Figura 2.21: Managementul a trei mine de potasiu (WI, HA, UB) in zona Werra, Germania.................................... 287 Figura 2.23: Productia de steril si metodele de management aplicate in bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren in anul 2000 293 Figura 2.24: Dezvoltarea haldelor de steril in bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren...................................................... 294 Figura 2.1: Ilustrarea fluxului informational pentru „proiectarea inchiderii”............................................................. 303 Figura 2.1: Exemplu de depozit pe deal ..................................................................................................................... 365 Figura 2.2: Exemplu de constructie alternativa a unui depozit pe deal ...................................................................... 366 Figura 2.3: Ciclul apei in baraj................................................................................................................................... 367 Figura 2.4: Alcatuirea amestecului la Ovacik ............................................................................................................ 367 Figura 2.5: Tipuri disponibile de sisteme de straturi .................................................................................................. 370 Figura 2.6: Schita a constructiei unei halde de steril in zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren .......................................... 374 Figura 2.7: Proiectarea unei halde de steril – optiuni pentru evitarea efectelor negative asupra solului si sistemului de apa de suprafata ................................................................................................................................ 376 Figura 2.8: Flux tehnologic al unei instalatii de tratare a apei pentru apa de procesare cu un pH scazut ................... 380 Figura 2.9: Tratarea apei alcaline intr-o rafinarie de aluminiu ................................................................................... 382 Figura 2.10: Comparatie schematica a metodelor amonte si aval .............................................................................. 390 Figura 2.11: Comparatie simplificata a suprafetei freatice pentru metodele amonte si aval ...................................... 393 Figura 2.12: Put de decantare la locatia Ovacik ......................................................................................................... 394

xxxii July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.13: Baraj fara si cu sistem de drenare...........................................................................................................397 Figura 4.14: Comparatia dintre un sistem de steril decantate si un bazin de steril conventional in aceeasi asezare geologica .......................................................................................................................................407 Figure 2.15: Exploatarea cut-and-fill folosind rambleul (hydraulic cu nisip) ca platforma de lucru in exploatarea minereului.........................................................................................................410 Figure 2.16: Sistem de drenare a rambleului ..............................................................................................................413

Lista tabelelor Tabelul 1.1: Producţia de metal concentrat în Europa ca procentaj din producţia mondială de metal concentrat în 1999 ......................................................................................................2 Tabelul 1.2: Rafinării de alumină în Europa - producţia de în anul 1999 .......................................................................3 Tabelul 1.3: Producţia câtorva minerale industriale din Europa ca procentaj din producţia mondială în 1999 ....................................................................................................................................17 Tabelul 1.4: Cifrele producţiei de cărbune exprimate în kt, 1980, 1996-2001..............................................................27 Tabelul 1.5: Producţia minieră europeană exprimată în % din producţia totală europeană de metale feroase, neferoase şi preţioase în 1999 (cu excepţiile indicate)...................................................29 Tabelul 1.6: Producţia minieră europeană exprimată în procentaj faţă de producţia totală europeană de minerale industriale şi cărbune în 1999 (cu excepţiile indicate) ...................................................30 Tabelul 1.7: Generarea de deşeuri în Europa................................................................................................................31 Tabelul 1.8: Efectele unor metale asupra oamenilor, animalelor şi plantelor ...............................................................35 Tabelul 2.1: Cele mai importante metode de minerit subteran şi zonele lor de aplicabilitate .......................................44 Tabel 2.2: Efectele etapelor de procesare a mineralelor asupra caracteristicilor sterilului ...........................................64 Tabel 2.3: Efectele caracteristicilor sterilului asupra proprietăţilor de construcţie şi a comportamentului de siguranţă/de mediu al sterilului. ..............................................................................................90 Tabel 3.1: Rezumatul procedurilor aplicate în managementul sterilului.......................................................................95 Tabel 3.2: Rafinăriile de alumină menţionate în această secţiune ................................................................................96 Tabel 3.3: Compoziţia chimică a bauxitei procesate în rafinăriile europene ................................................................97 Tabel 3.4: Constituenţii mâlului roşu .........................................................................................................................100 Tabelul 3.6: Analiza detaliată a mâlului roşu, inclusiv urmele de metale...................................................................100 Tabel 3.6: Constituenţii nisipului de steril ..................................................................................................................101 Tabel 3.7: Consumul de reactivi la rafinăria Ajka ......................................................................................................107 Tabel 3.8: Mine de extracţie a metalelor de bază menţionate în această secţiune.......................................................109 Tabel 3.9: Informaţii despre tehnicile miniere, producţia de minereuri şi piatră reziduală a minelor de metale de bază. Cifre din 2000 pentru minele Almagrera, Mina Reocín, Pyhäsalmi şi Hitura; cifre din 2001 pentru zonele miniere Aitik, Garpenberg şi Boliden. .................................................................................................112 Table 3.28: Consum de apă şi apa utilizată/reutilizată în siturile de extragere a metalelor de bază............................155 Table 3.29: Consumul de reactivi din siturile de exploatare a metalelor de bază .......................................................159 Table 3.30: Măsurători ale cantităţilor totale de particule sedimentate şi de cupru la Aitik .......................................160 Table 3.31: Imisiile de praf din iazul de decantare al bazinului de exploatare a cuprului Legnica-Glogow...............161 Table 3.32: Concentraţii medii anuale ale substanţei macro-particulare (total) şi metalele conţinute în aerul ambiant din imediata apropiere (60-2250 m) a iazului de decantare a sterilului din bazinul de exploatare a cuprului Legnica-Glogow ..........................................162 Table 3.33: Emisii în aer la situl Lisheen ...................................................................................................................162 Table 3.34: Emisiile totale per an în apă provenite din siturile de extragere a metalelor de bază...............................163 Table 3.35: Concentraţii ale emisiilor provenite de la siturile de extragere a metalelor de bază ................................163 Table 3.36: Consumul energetic la siturile de exploatare a metalelor de bază............................................................166 Table 3.37: Consumul de reactivi şi oţel la situl Kemi ...............................................................................................171 Table 3.38: Emisii în apele de suprafaţă la situl Kemi ...............................................................................................171 Tabelul.12: Datele privind consumul de energie la situl Kemi...................................................................................172 Tabelul.13: Concentraţiile medii ale sterilului sortat umed de la Kiruna şi Svappavaarra..........................................177 Table.14: Concentraţiile medii ale elementelor urmă pentru sterilul sortat-umed şi alt material steril la Kiruna şi Svappavaarra ...........................................................................................................178 Tabelul.15: Ditribuţia granulometrică a sterilului din separarea gravitaţională ..........................................................178 Tabelul.16: Distribuţia granulometrică a sterilului după separarea cu sortatoare-melc/filetate ..................................178 Tabelul.17: Caracteristicile sistemului barajului de steril de la Kiruna ......................................................................181 Tabelul.18: Caracteristicile sistemului de baraje de steril de la Svappavaara.............................................................182 Tabelul.19: Date caracteristice legate de iazurile şi barajele de steril şi de limpezire de la Malmberget....................183 Tabelul.20: Concentraţiile medii ale evacuării unei amenajări de steril de minereu de fier în apele de suprafaţă, în anul 2001 .............................................................................................................................196 Tabelul.21: Lista producătorilor europeni de aur cunoscuţi/raportaţi până în prezent ................................................198 Tabelul.22: Producţia potenţială de acid la mina Ovacık Gold...................................................................................203 Tabelul.23: Dimensiunea particulelor a sterilului la mina Boliden.............................................................................203 Tabelul.24: Apa descarcata la TMF Boliden intre anii 1997 - 2001 ...........................................................................212 Tabel.25: Emisiile in apa de suprafata de la site-ul BOLIDEN ..................................................................................218 Tabelul.26: Emisiile in apa de suprafata de la site-ul ORIVESI................................................................................218

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxxiii

Tabelul 27: Rezultatele testului de solubilizare la amplasamentul Mittersill ............................................................. 223 Tablelul 28: Conţinuturi în metale grele ale sterilului rezultat la amplasamentul Mittersill [52, Grupa Wolframului, 2002].................................................................................................................................. 223 Tabel .29: Valori medii ale parametrilor măsuraţi în 1997 în descărcarea de la TMF-ul amplasamentului Mittersill [52, GrupaWolframului, 2002]....................................................................................... 225 Table 30: Costuri pentru managementul sterilului şi al sedimentelor de steril la amplasamentele metalifere ..................................................................................................................................... 226 Tabelul.31: Costuri de management al sterilului în bazinul de exploatare a cuprului de la Legnica-Glogow............ 227 Tabelul 32: Cantităţi relevante de steril generat, distanţa şi elevaţia dintre staţia de prelucrare a minereurilor ......... 227 Tabelul 33: Cantităţi relevante de apă restituită staţiil ............................................................................................... 228 Tabelul 34: costul altor operaţii relevante pentru managementul sterilului şi al sedimentelor de steril ..................... 228 Tabelel 35: Costuri de operare în USD pentru neutralizarea cianurii utilizând metoda SO2/aer, în anul 2001 .......... 229 Tabelul 36: Cost information for closure and after-care of metalliferous mining tailings and sedimente miniere management

.......................................................................................................................................................... 231 Tabelul 37: Mine de baritină în Europa...................................................................................................................... 231 Tabelul 38: Metode de management al sterilului aplicate la mine de baritină în Europa ............................. 234 Tabelul 39: Opţiuni de management al sterilului la extracţiile de baritină în Europa................................................. 234 Tabelul 40: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape ale procesării boratului ................................................................ 237 Tabelul 41: Lista de deşeuri eliberate în timpul prelucrării minereurilor şi tipul de management aplicat.................. 237 Tabelul 42: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape de prelucrare a minereurilor feldspatice....................................... 242 Tabelul 43: Exemplu de analize chimice ale eluatului de feldspat ............................................................................. 243 Tabelul 44: Produse şi steril rezultate de la staţia de prelucrare a feldspaţilor [39, IMA, 2002] ............................... 244 Tabelul 45: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape efectuate în procesarea caolinului................................................ 253 Table .46: Sterilul şi produsele rezultate din procesarea caolinului ........................................................................... 254 Tabelul 47: Reactivii utilizaţi în procesul de flotaţie a caolinului .............................................................................. 256 Tabel 0.1: Cifre de productie a carbonatului de calciu in EU in 2000........................................................................ 258 Tabel 2.1: Clasificarea in functie de pierderile de vieti sau rani grave....................................................................... 323 Tabel 2.2: Clasificarea in functie de pagubele asupra infrastructurii, ....................................................................... 324 Tabel 2.5: Clasificarea barajelor potrivit legislatiei norvegiene................................................................................. 324 Table 2.7: Clasificarea barajelor potrivit legislatiei spaniole ..................................................................................... 324 Tabel 2.9: Sumar al criteriilor de inchidere................................................................................................................ 329 Table 2.1: Dispersia prin eroziunea vantului a sterilelor solide din statiile ............................................................... 360 Tabelul 2.2: Abordari de reducere a prafului in transport .......................................................................................... 362 Tabel 2.3: Privire de ansamblu asupra masurilor de control al infiltratiilor ............................................................... 372 Tabel 2.4: Procese aplicate de tratare a CN................................................................................................................ 384 Tabel 2.5: Niveluri CN la asezarile europene care folosesc cianurarea...................................................................... 386 Tabel 2.6: Comparatia tehnicilor de constructie a barajelor....................................................................................... 391 Tabelul 2.7: Masuri tipice, frecventa lor si echipamentele necesare ......................................................................... 401 Tabelul 2.8: Masuri tipice, frecventa lor si echipamentele necesare pentru monitorizarea haldelor .......................... 401 Tabelul 2.9:Regimul de evaluare al barajului de steril in timpul functionarii ........................................................... 401 Table 2.10: Regimul de evaluare al haldelor in timpul functionarii si in faza de intretinere ulterioara...................... 401

Scope

xxxiv July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

SCOPUL Baza pentru această lucrare este Comunicatul Comisiei Europene despre "Desfăşurarea în siguranţă a activităţii miniere" (COM(2000) 664 final). Una dintre măsurile sugerate ca urmare a acestui Comunicat este compilarea unui document de referinţă BAT. La paragraful 6.3, Comunicatul spune că documentul BAT ar trebui să aibă drept scop "prevenirea accidentelor similare (celor de la Aznalcóllar sau Baia Mare)” şi că “procesarea unor anumite minereuri şi reziduuri ar putea fi inclusă (în tematica documentului)” Pe acest fundal, s-a stabilit un Grup Tehnic de Lucru (Technical Working Group - TWG) şi grupul a decis următoarea tematică a lucrării: Tematică orizontală Mineritul, managementul şi procesarea sterilului asociate cu exploatările de gaz şi lichid (de exemplu petrol şi sare din apa de mare) nu vor fi acoperite în această lucrare. Aceasta este pentru că procesele sunt foarte diferite de procesarea minereurilor brute, şi problema sterilului este şi ea foarte diferită faţă de celelalte sectoare care sunt acoperite. Totuşi, filtrarea metalelor va fi acoperită. Tema subliminală a acestei lucrare acoperă procesarea metalelor, managementul sterilului şi sedimentelor miniere din minereurile care au potenţial pentru un impact ecologic puternic sau care pot fi considerate exemple de "bune practici". Intenţia de aici este de a lărgi cunoaşterea celor mai bune practici în toate activităţile acestui sector. Următoarele metale sunt acoperite în acest document pe baza faptului că sunt extrase din mină şi/sau procesate în Uniunea Europeană (UE-15), în statele care acced la Uniune, statele candidate şi Turcia: • aluminiul • cadmiumul • cromul • cuprul • aurul • fierul • plumbul • manganul • mercurul • nichelul • argintul • staniul • wolframul • zincul. Aceste metale sunt acoperite, indiferent de cantitatea produsă sau de metoda de procesare folosită (de exemplu dacă sunt folosite metode mecanice, ca flotaţia, sau chimice sau hidrometalurgice precum filtrarea, etc.). Grupul a decis urmând tema de mai sus să includă minerale industriale selectate şi cărbunele în acest document. Pentru a realiza lucrarea într-un timp rezonabil, s-a decis că nu se vor acoperi toate mineralele industriale. Astfel s-a făcut o selecţie a acestora bazată pe doi factori: 1. producţia semnificativă în Uniunea Europeană, ţările care acced la Uniune, ţările candidate şi

Turcia, şi 2. generarea de steril care ar putea avea un impact ecologic mare dacă nu este tratat

corespunzător.

Scope

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 xxxv

Totuşi, în plus faţă de această clasificare, vor mai fi adresate alte minerale dacă managementul sterilului şi sedimentelor miniere este considerat ca exemplu de “bune practici” care pot fi aplicabile altor minerale. Pe aceste baze următoarele minerale industriale sunt incluse în acest document: • baritină • boraţi • feldspan (dacă este recuperat prin flotaţie) • fluorină • caolin (dacă este recuperat prin flotaţie) • carbonat de calciu (dacă este procesat) • fosfat • carbonat de potasiu • stronţiu • talc (dacă este recuperat prin flotaţie). S-a observat că sterilul rezultă din procesarea feldspan-ului şi caolinului numai dacă este recuperat prin flotaţie. Cărbunele este inclus numai dacă este procesat şi se produce steril (urmărind astfel tema menţionată mai sus). În general, aceasta înseamnă că antracitul (sau cărbune din rocă sau cărbune negru) este acoperit, pe când lignitul (sau cărbune brun), care de obicei nu este procesat, nu este acoperit. Şistul petrolifer este procesat în Estonia şi rezultă mari cantităţi de steril, care trebuie să fie administrate. De aceea, s-a decis sa se includă în acest document. Problema siturilor abandonate, cu privire la managementul sterilului şi sedimentelor miniere, nu este adresată în această lucrare. Totuşi, sunt discutate câteva exemple de exploatări recent închise. Tematica pe verticală Pentru toate mineralele definite în tematica pe orizontală documentul va: • privi managementul sedimentelor miniere • include humusul şi supraîncărcarea dacă sunt folosite în managementul sterilului • include procesarea mineralelor relevantă pentru managementul sterilului (de exemplu cât de mult

influenţează procesarea mineralelor caracteristicile şi comportamentul sterilului) • pune accent pe managementul sterilului, de exemplu în bazine/baraje, halde sau ramblaierea. Figura de mai jos ilustrează tematica pe verticală. Pătrăţelele haşurate arată paşii de procesare acoperiţi în acest document.

Scope

xxxvi July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

TopsoilOverburden

Ore WASTE-ROCK

MINERAL PROCESSING

TAILINGS MANAGEMENT

(POND/DAM, HEAP, BACKFILL, ETC.)

Concentrate

WASTE-ROCK MANAGEMENTbody

Ilustrare a tematicii pe verticală În acest document: "producţia minieră" înseamnă: pentru metale, cantitatea de metal în concentraţie după producţie, şi în toate celelalte cazuri, dacă nu se spune altceva, cantitatea de concentrat prin greutate după procesarea minerală; "Europa" înseamnă statele membre actualmente ale UE (UE-15), ţările care acced la statutul de membru, ţările candidate şi Turcia; ‘TMF’ înseamnă ‘Tailings Management Facility’ ("instalatie de management al sterilului"), care poate fi un sistem bazin/baraj, ramblaierea, o haldă de steril sau orice altă modalitate de management al sterilului. Alte explicaţii ale termenilor tehnici folosiţi în document pot fi găsiţi în Glosar.

PROCESAREA MINERALELOR

concentrat

MANAGEMENTUL STERILULUI (IAZUL/ BARAJUL, HALDA, RAMBLAIEREA, ETC.)

MANAGEMENTUL SEDIMENTELOR REZIDUALE MINIERE

SEDIMENTELE REZIDUALE minereul

Masa grea Sol de la suprafata

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 1

1 INFORMAŢII GENERALE Industria minieră este una dintre cele mai vechi industrii ale omenirii. Această industrie are o istorie importantă în toată Europa. Cercetările arheologice din mina Los Frailes din sudul Spaniei au descoperit corpul unui muncitor cu un colier de aramă datând din anul 1500 î.Chr. Totuşi, există dovezi mai vechi ale mineritului în Europa, inclusiv lucru cu silex datând din Neolitic, şi minerit metalifer datând din aproximativ anul 2000 î.Chr. Mineritul a fost folosit de multe civilizaţii şi în multe zone a fost o sursă de bogăţie şi importanţă. Un bun exemplu din timpurile mai recente este importanţa mineritului cărbunelui (împreună cu alte "industrii grele") în Germania pentru ‘Wirtschaftswunder’ (Minunea economică) după Cel de-Al Doilea Război Mondial. În ultimele câteva decenii, mineritul cărbunelui şi al metalelor s-a mutat din subteran în cariere de suprafaţă de volum mai mare. Drept urmare, acum rezultă cantităţi mari de reziduuri din aceste exploatări, în principal datorită faptului că adesea pentru a ajunge la minereul brut a trebuit să fie înlăturat humusul şi stratul protector. În multe cazuri, cantitatea stratului protector şi a humusului care a trebuit să fie transportat este de multe ori mai greu decât minereul care este extras. Cantitatea de steril generat depinde de conţinutul de mineral dorit din filon, calitatea sa, şi eficienţa etapei de procesare a minereului în ceea ce priveşte recuperarea mineralului/mineralelor. Alt factor este durata unei operaţiuni. Cum s-a spus deja, cantitatea totală de steril poate fi foarte mare în comparaţie cu cantitatea de produs, dacă nu există o modalitate suficientă de a folosi reziduurile. Categoria variază de la câteva grame per tonă de minereu până la 100 % (adică metal sau mineral pur). Creşterea mineritului în cariere de suprafaţă a făcut ca mineritul să devină o întreprindere intensivă cu mai mult capital, în care în multe cazuri poate lua mai mulţi ani înainte ca bani investiţi să “se întoarcă” prin produsul vândut, adică produsul concentrat. Scopul mineritului este de a îndeplini cerinţa metalelor şi mineralelor de a dezvolta infrastructura etc. şi de a îmbunătăţi calitatea vieţii populaţiei pentru că substanţele extrase sunt materia primă pentru realizarea multor bunuri şi materiale. Acestea pot fi, de exemplu, minerale metalifere sau metale, cărbune, sau minerale industriale care sunt folosite în sectorul chimic sau în construcţii. În orice caz, managementul reziduurilor produse, al humusului, stratului protector din sol şi, a sterilului şi a sedimentelor miniere, de o importanţă deosebită în acest document prezintă o povară financiară nedorită pentru întreprinzători. În mod normal, mina şi uzina de procesare a mineralului sunt proiectate pentru a extrage cât mai mult produs(e) vandabile posibil. Reziduul şi managementul mediului per total sunt atunci proiectate ca o consecinţă a acestor paşi de procesare. Unele părţi ale industriei miniere, cum ar fi mineritul metalului şi cărbunelui în Europa, activează în condiţii economice grele, în principal pentru că zăcămintele nu mai pot concura la nivel internaţional. Sectorul metalurgic din UE se luptă şi cu dificultatea încercării de a găsi noi minereuri profitabile în regiuni geologice cunoscute. Astfel capacitatea sectoarelor miniere ale cărbunelui şi metalelor de a investi în cheltuieli neproductive precum managementul sterilului şi sedimentelor miniere, poate fi restrânsă. Totuşi, în ciuda producţiei miniere din aceste zone, consumul creşte constant. De aceea, pentru a satisface aceste cerinţe importurile în Europa sunt în creştere. Spre deosebire de cifrele de producţie din sectoarele miniere ale cărbunelui şi metalelor, producţia multor minerale industriale a crescut constant la nivelul Europei. Următoarele secţiuni încearcă să ofer o viziune de ansamblu asupra sectoarelor minere ale metalelor, carbonatului de potasiu, cărbunelui şi şisturilor petrolifere. În termeni economici, se vor deschide mine când este eficient să se deschidă, şi sunt suspendate dacă preţurile scăzute pe termen scurt persistă sau pot fi chiar închise dacă nu este nici o perspectivă ca acestea să fie viabile. Totuşi, acest capitol încercă să ofere o viziune de ansamblu a situaţiei economice pentru fiecare mineral în parte. Cifrele producţiei miniere folosite în următoarele secţiuni îşi au sursa în cartea ‘lume mineritul data’ (date ale mineritului mondial) [30, Weber, 2001]. Unde a fost cazul aceste cifre au fost revăzute de membrii grupului de lucru.

Chapter 1

2 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.1 Generalităţi despre industria minieră: metalele Pentru a detalia discuţiile, acest sector este împărţit în următoarele sub-sectoare: • aluminiu • metale nepreţioase (cadmiu, cupru, plumb, nichel, staniu, zinc) • crom • fier • mangan • mercur • metale preţioase (aur, argint) • wolfram. Următorul tabel arată că pentru majoritatea acestor minereuri metalifere, producţia europeană este mică în comparaţie cu producţia mondială per total.

Produs Procentaj din producţia mondială

(%) Fier 3 Bauxite 3 Cadmiu 16 Crom 12 Cupru 7 Plumb 11 Mangan 0.5 Mercur 17 Nichel 2 Staniu 1 Wolfram 11 Zinc 12 Aur 1 Argint 10

Tabelul 1.1: Producţia de metal concentrat în Europa ca procentaj din producţia mondială de metal concentrat în 1999 De-a lungul multor ani în Europa, zăcămintele de minereuri conţinând metale în concentraţii viabile au fost epuizate progresiv şi rămân puţine resurse indigene. De asemenea, un interes scăzut pentru exploatare şi dezvoltare în Europa datorat costurilor relativ mari de producţie, competitivitatea în ceea ce priveşte folosirea pământului şi datorită presiunii politice, împreună cu descoperirea zăcămintelor mari de minerale în alte părţi ale lumii, au dus la o reducere a produselor originare din Europa şi ca urmare au dus la importul de produse în Europa dintr-o varietate de surse mondiale. Minereurile metalifere au în mod obişnuit mineralele fin răspândite în cadrul minereului. De asemenea, minereurile metalifere din zăcământ sunt în principal întreţesute neregulat. Pentru a elibera mineralul dorit, minereul brut trebuie să fie redus în dimensiune la o pulbere fină, astfel încât mineralele metalifere să poată fi recuperate din minereul brut prin diverse tehnici de procesare, în multe cazuri prin flotaţie. Cum flotaţia este un proces “umed”, sterilul din procesarea metalului este tipic în formă nămoloasă şi este administrat în iazuri de decantare. Dacă metalul(ele) este (sunt) obţinute dintr-o carieră de suprafaţă, trebuie să fie administrate şi mari cantităţi de piatră reziduală, de obicei în halde sau halde. Majoritatea metalelor sunt extrase ca sulfuri sau oxizi de minerale. Mineralele metalifere sulfidice deseori, dar nu întotdeauna, conţin pirită, o sulfură de fier. Indiferent de metoda de procesare folosită, unii dintre aceşti compuşi metal-sulfură vor fi întotdeauna incluşi în steril. Dacă aerul şi apa au acces la steril sau piatră reziduală, se pot forma acizi, care au un mare impact asupra mediului. Acest

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 3

fenomen este numit ‘Scurgere de rocă acidă (ARD)’ şi este explicat în detaliu în Secţiunea 2.7. Potenţialul ARD al minereurilor de metale preţioase este adesea mai mic decât pentru minereurile sulfidice masive (de obicei minereuri de metale nepreţioase). În general, conţinutul de sulfuri al mineralizărilor de bauxită, cromul, fier, mangan şi wolfram este de mică importanţă. 1.1.1 Aluminiul În producţia de aluminiu primar, în prima etapă a materialului brut, numit bauxită, este rafinat în alumină. În etapa a doua, alumina este transformată într-o topitorie în aluminiu. Managementul sterilului provenit din rafinarea aluminei este acoperit în tematica acestei lucrări. Partea cu topirea este discutată în BREF-ul referitor la metale neferoase. [35, EIPPCB, 2001] Bauxita este un material eterogen, care apare în stare naturală, în principal compus din unul sau mai multe minerale hidroxizi de aluminiu, plus diverse amestecuri de bioxid de siliciu, oxid de fier, oxid de titan, silicat de aluminiu, şi alte impurităţi în cantităţi minore sau urme de impurităţi. Bauxita este, în majoritatea cazurilor, importată din Australia, Brazilia, şi regiunile ecuatoriale din Africa de Vest, în principal Guineea şi Ghana. Produsele rafinăriilor de alumină sunt alumina calcinată şi, în unele cazuri, hidratul de aluminiu. Alumina este de obicei îmbarcată pentru a fi dusă în topitorii [33, Eurallumina, 2002]. Cererea mondială pentru aluminiu, care determină direct cererea de alumina, este acum statică după o lungă perioadă de creştere continuă. Producţia anuală de metal aluminiu este acum de 21 de milioane de tone, şi corespunzător, producţia de alumină de calitate metalurgică este în jur de 44 milioane de tone. [33, Eurallumina, 2002]. Există 6 ţări europene care exploatează bauxită, care împreună au produs 2.2 milioane de tone în 2001 [70, EAA, 2002]. Totuşi, există 10 fabrici de alumină care rafinează bauxită importată şi/sau obţinută direct din exploatări. Cele 10 rafinării de alumină din Europa sunt trecute în Tabelul 1.2.

Ţară Fabrică Producţie (kt)

Franţa Pechiney, Gardanne 600 Germania Aluminiu Oxid, Stade 820 Grecia Aluminium de Grecia, Distomon 710 Irlanda Aughinish Alumina, Aughinish 1550 Italia Eurallumina, Sardinia 990 Spania Alcoa Inespal, San Ciprian 1300 Marea Britanie British Alcan, Burntisland 100 Ungaria Ajka 300 România Tulcea

Oradea 330 200

TOTAL: 6800

Tabelul 1.2: Rafinării de alumină în Europa - producţia de în anul 1999 [34, EAA, 2002] Producătorul care domină mondial este Australia, având o producţie de în jur de 50 milioane de tone în 1999. Alţi producători sunt Guineea, Brazilia, Jamaica, China şi India. Producţia de alumină în Europa de 6.8 milioane de tone reprezintă 13 % din producţia mondială de alumină. În mod obişnuit bauxita este rafinată în apropiere de minele care o produc pentru a minimiza costurile de transport, iar numai bauxita de înaltă calitate este îmbarcată către rafinării aflate la mare depărtare.

Chapter 1

4 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Majoritatea aluminei este vândută prin contracte pe termen lung, cu preţuri fixe de 11 până la 13 % din preţul fixat al metalului pentru aluminiu de London Metal Exchange (Bursa de metale din Londra) (LME). După o perioadă în care preţul a fost de 1500 USD per tona, preţul aluminiului a scăzut acum datorită recesiunii din USA şi Japonia. Acum Al are preţul de 1360 USD per tonă (preţul mediu în 2002), şi se aşteaptă să se schimbe puţin în următorii 2 ani. Astfel, preţul corespunzător al aluminei este în jur de 164 USD per tonă [33, Eurallumina, 2002]. Costul de producere al aluminei la producătorii din UE este între 160 şi 200 USD per tonă, ceea ce este mai mare decât în majoritatea ţărilor din afara UE. [33, Eurallumina, 2002]. Sterilul din rafinării este un nămol roşcat numit "nămol roşu" şi o porţiune microgranulată numită "nisip". Acestea au un nivel al pH-ului ridicat şi conţin mulţi compuşi de metale. Din cele 15 rafinării din UE, unele aplică managementul acestui steril caustic prin tasare, altele le deversează in Mediterana, în timp ce alţii folosesc bazine convenţionale de steril şi o amenajare administrează nămolul roşu într-un bazin după ce îl neutralizează cu apă de mare şi un proces fluid-gaz de desulfurizare. [33, Eurallumina, 2002]. 1.1.2 Metale de baza (Cadmiu, Cupru, Plumb, Nichel, Staniu, Zinc) Acum metalele de baza se găsesc în cantităţi mici. În multe cazuri, multe cazuri, zăcămintele de minerale sunt relativ complexe din punct de vedere al procesării. Aceşti doi factori, combinaţi cu costurile mari ale forţei de muncă în Europa, au dus la unele închideri ale minelor temporare şi unele definitive. Metalele de baza pot fi adesea găsite împreună, ca minereuri complexe, în acelaşi zăcământ mineral. Ele sunt adesea separate în faza procesării mineralelor prin flotaţie selectivă. Există un mare dezechilibru între producţia minieră europeană şi consumul european al acestor metale. Un bun exemplu este plumbul, la care în 1999 consumul european a fost de aproape 2 milioane de tone, ceea ce este de aproximativ 6 ori cantitatea de plumb produsă în minele europene (350000 t) în fiecare an. În această secţiune, va fi discutată pe scurt rafinarea ulterioară, adesea topirea, iar pentru detalii vezi BREF-ul despre industria metalelor neferoase. [35, EIPPCB, 2001] Cadmiumul (Cd) Cadmiumul este adesea găsit în minereul concentrat de zinc după procesarea minerală, astfel încât cadmiumul va fi obţinut în topitorie. În plus, minereurile de plumb şi cupru pot conţine mici cantităţi de cadmiu. [35, EIPPCB, 2001] Cd este întotdeauna un produs auxiliar care este obţinut în topitorii. Nu există mine de cadmiu care să producă un minereu preparat de Cd. Producţia mondială în 1999 a fost de aproximativ 16500 tone de cadmiu în minereu preparat, din care 14.5 % (2400 tone) a fost produs în minele europene. Următoarea figură prezintă principalii producători din Europa.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 5

Finland29 %

France8 %

Italy16 %

Spain8 %

United Kingdom18 %

Bulgaria 11 %

Poland8 %

Turkey2 %

Figura 1.1: Producţia primară de cadmiu în Europa în 1999 Cupru Cupru e găseşte cel mai mult în natură în asociere cu sulful. El este recuperat într-un proces în multe etape, începând cu mineritul şi prepararea minereurilor inferioare care conţin sulfuri de cupru, şi terminând cu topirea şi rafinarea electrolitică pentru a produce la catod un cupru pur. La nivel mondial se produce o mare cantitate de cupru din extracţia prin dizolvare acidă a minereurilor oxidate. [36, USGS, 2002]. Sulfurile de minerale sunt de obicei recuperate folosind flotaţia. Oxizii, carbonaţii şi silicaţii sunt dezalcalizaţi. Producţia mondială de cupru în 1999 a fost de 12,4 milioane de tone. Producţia din minele europene a fost de 890000 tone, ceea ce reprezintă 7,2 % din producţia mondială. Următoarea figură prezintă principalii producători din Europa.

Finland1 % Portugal

11 %

Spain3 %

Sweden8 %

Bulgaria 13 %

Poland56 %

Romania2 %

Turkey6 %

Figura 1.2:Producţia din mineritul cuprului în Europa în 1999

Chapter 1

6 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Chiar dacă preţurile la cupru au început să-şi revină din scăderile recente, ele rămân la un nivel scăzut. Aceasta este o provocare pentru producătorii de cupru, în special pentru exploatările în subteran, datorită costurilor crescute pentru extracţii comparate cu exploatările de suprafaţă. din fericire, aceste exploatări au reuşi ca în ultimii ani să-şi reducă costurile în ultimul deceniu într-un asemenea grad încât acum sunt capabile de a face profit chiar şi la preţurile actuale. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Plumbul Minereurile de plumb apar în stare primară ca sulfuri sau, în prezent, mai frecvent în minereuri complexe unde este asociat cu zincul şi cantităţi mici de argint şi cupru. Au fost schimbări majore în caracteristicile plumbului de-a lungul anilor. Industria bateriilor creează până la 70 % din cerere, ceea ce este destul de stabil, dar alte folosinţe pentru plumb sunt în declin. De obicei produsul concentrat de plumb este obţinut prin flotaţie selectivă. Metalul este recuperat produsul concentrat prin topire. Producţia mondială de minereu de plumb în 1999 era de 3,3 milioane de tone, din care aproximativ 10 % (aproximativ 350000 de tone) au venit din minele europene. Următoarea Figură prezintă principalii producători din Europa.

Greece 4 %

Ireland11 %

Italy2 %

Spain17 %

Sweden33 %

Bulgaria 11 %

Poland18 %

Romania2 %

Turkey2 %

Figura 1.3: Producţia minelor de plumb în Europa în 1999 Chiar dacă minereul de plumb este extras în multe ţări din lume, trei sferturi din producţia mondială vine din 6 ţări: China, Australia, SUA, Peru, Canada şi Mexic. Extragerea plumbului în Rusia a decăzut mult urmând schimbările economice. Producţia totală a fost la un nivel apropiat din anii 1970 până acum; având noi mine care s-au deschis sau s-au extins pentru a înlocui vechile mine. (Notă: toate aceste mine conţin cel puţin două metale-plumb, zinc, şi uneori argint, aur şi cupru). Nichelul Nichelul este folosit într-o gamă largă de produse. Ce mai mare parte a nichelului primar este folosită în aliaje; din care cel mai important este oţelul inoxidabil. alte folosinţe includ centralele electrice, turnătoriile, catalizatorii, bateriile, baterea de monezi şi alte diverse activităţi. [35, EIPPCB, 2001] Europa a produs numai 1.4 % din producţia minieră din 1999 (aproximativ 1,1 milioane de tone). Următoarea figură îi prezintă pe cei mai importanţi producători din lume.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 7

Russia21 %

Australia15 %

Canada15 %

France (New Caledonia)10 %

Indonesia8 %

Rest31 %

Figura 1.4: Producţia mondială minieră a nichelului în 2001 Există doar 2 producători în Europa: Grecia cu 13500 tone şi Finlanda cu 1000 tone în 1999. Totuşi, de când Noua Caledonie este parte a Franţei, şi aceasta ar putea să fie considerată ca parte a producţiei europene, ceea ce ar însemna că producţia europeană asigură mai mult de 11 % din producţia mondială. Producţia mondială în 2001 era cu mult crescută datorită celor trei mine care erau deschise în Australia de Vest. În aceste exploatări, nichelul este recuperat pe loc folosind tehnologia avansată Pressure Acid Leach (Filtrarea la presiune cu acid) (PAL). Cel puţin patru alte proiecte PAL australiene sunt în diverse stadii de dezvoltare. Competitorii iau în considerare şi aplicarea tehnologiei PAL în Cuba, Indonezia, şi Filipine. În aprilie 2001, o companie canadiană a lansat un proiect PAL în Noua Caledonie. Dacă proiectul Noua Caledonie are succes, compania va folosi tehnologia în Newfoundland pentru a recupera nichelul şi cobaltul din concentrate de sulfuri. Concentratele ar veni din zăcămintele Voisey Bay de sulfuri de nichel-cupru din nord-estul Labradorului. La sfârşitul anului 2001, dezvoltarea zăcămintelor Voisey’s Bay erau încă abandonate, pentru că compania canadiană şi guvernarea din Newfoundland nu s-au pus de acord referitor la anumite concepte de o importanţă critică. [36, USGS, 2002]. Staniul Aproape fiecare continent are o ţară cu un minerit important de staniu. Staniul este un element relativ rar, aflat într-o concentraţie în învelişul Pământului de aproximativ 2 ppm, în comparaţie cu 94 ppm pentru zinc, 63 ppm pentru cupru, şi 12 ppm pentru plumb. Majoritatea staniului din lume este produs din zăcământ aluvionar; cel puţin o jumătate vine din sud-estul Asiei. [36, USGS, 2002]. Producţia mondială de staniu în 1999 a fost de aproximativ 230000 tone. Din acestea, Europa a contribuit cu 1 %. Singurii producători europeni sunt Portugalia (2163 tone) şi Marea Britanie (100 tone).

Chapter 1

8 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

China37 %

Brazil6 %Peru

14 %

Indonesia22 %

Bolivia5 %

Rest16 %

Figura 1.5: Producţia mondială de staniu în 1999 După cum se poate vedea din Figura de mai sus, China este de departe cea mai mare producătoare de staniu, şi are şi cele mai mari rezerve minerale. Preţurile la staniu au continuat să scadă în 2001. Analiştii industriei au atribuit preţurile scăzute unei suprasaturări de staniu pe piaţă [36, USGS, 2002]. Consumul mondial de staniu se pare că a scăzut şi el întrucâtva în timpul acelui an. Zincul Blenda (sulfură de zinc fier, ZnS) este unul dintre principalele minereuri minerale din lume. Zincul, în termen de tonaj produs, este al patrulea cel mai popular metal din producţia mondială—fiind depăşit numai de fier, aluminiu, şi cupru. Zincul este în mod normal recuperat din concentratul extras prin extracţie prin dizolvare şi rafinare electrică. Europa a realizat 11.8 % din producţia totală mondială de aproximativ 7.5 milioane de tone în 1999. Următoarea figură îi prezintă pe principalii producători europeni de zinc.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 9

Finland2 %

Greece 2 %

Ireland23 %

Italy1 %

Spain22 %Sweden

20 %

Bulgaria 2 %

Poland20 %

Romania3 %

Turkey5 %

Figura 1.6: Producţia de zinc în Europa în 1999 Sterilul obţinut din activităţi de minerit de metale nepreţioase poate fi caracterizat după cum urmează: • de obicei sub formă de nămol cu 20 - 40 % materie solidă prin greutate • conţine metale • conţine sulfuri • se produc cantităţi mari. Sterilul nămolos este administrat în bazine. În unele mine subterane sterilul brut este folosit ca material de ramblaiere. Sulfurile din steril şi piatră reziduală pot oxida când intră în contact cu apa şi aerul şi se generează un acid de filtraţie. Acest fenomen este numit Drenajul Rocă Acidă (Acid Rock Drenaj) (ARD). Datorită ARD, nu numai că stabilitatea fizică a bazinelor şi barajelor miniere este o problemă, ci şi stabilitatea chimică a sterilului generator de acid, ambele în timpul activităţii şi după închiderea minei. Observaţi că sedimentele miniere sunt depozitat în halde. Sedimentele miniere din aceste activităţi pot şi ele să aibă un mare impact asupra mediului dacă au un potenţial net de generare de acid. 1.1.3 Cromul În Europa, două ţări produc cantităţi semnificante de ferocrom; Finlanda (aproximativ 250000 tone în 1999 dintr-o singură mină) şi Turcia (aproximativ 430000 tone în 1999). Turcia este a patra cea mai mare producătoare de crom din lume. Grecia produce cantităţi mai mici, adică 1000 tone în 1999. Producţia europeană reprezintă aproximativ 12 % din producţia mondială (5,8 milioane de tone în 1999). Cei mai mari producători mondiali sunt Africa de Sud, India şi Kazakhstan. Folosirea cromului (Cr) pentru a obţine oţelul inoxidabil şi aliajele neferoase sunt două dintre cele mai importante folosinţe ale sale. De asemenea, cromiţii, săraci în fier şi siliciu, sunt folosiţi pentru producţia de produşi rezistenţi la temperatură. Cromitul (FeCr2O4) este cel mai important mineral cu crom, şi chiar el este cel din care cromul îşi derivă numele.

Chapter 1

10 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Concentraţii din mina finlandeză sunt îmbarcaţi direct către o topitorie de oţel inoxidabil a aceleiaşi companii. Sterilul slam este administrat în iazuri. În prezent, în exploatarea finlandeză, sedimentele miniere sunt administrate în halde. În viitor, activitatea va trece dintr-o carieră de suprafaţă la o mină de subteran, ceea ce va elimina producerea de sedimente reziduale. Tot sedimentele miniere vor fi atunci folosite pentru ramblaiere. 1.1.4 Fier Minereul de fier este o substanţă minerală care, atunci când este încălzită în prezenţa unui agent reducător, va genera fier metalifer. (Fe) [55, Iron group, 2002]. Minereul de fier este sursa primară de fier pentru industria mondială a fierului şi oţelului. Astfel este esenţial pentru producţia de oţel. Aproape tot minereul de fier (adică 98 %) este folosit în obţinerea oţelului. [36, USGS, 2002]. La începutul secolului 20 USA era cel mai important producător de minereu de fier, realizând aproximativ 60 % din producţia totală anuală de aproximativ 45 milioane tone. Până la sfârşitul secolului producţia mondială de minereu de fier a crescut până la mai mult de un bilion de tone pe an. În 2000, China era cel mai mare producător la greutatea brută de minereu de fier produsă, dar pentru că minereul său era de o categorie inferioară, producţia ţării s-a clasat mult sub producţia Australiei şi Braziliei, de 171 şi respectiv 200 milioane. Minereul de fier este extras în aproximativ 50 de ţări. Cele mai mari şapte producătoare acumulează aproximativ trei sferturi din totalul producţiei mondiale, care era de aproximativ 560 de milioane de tone în 1999. Australia şi Brazilia dominau împreună exporturile mondiale de minereu de fier, fiecare asigurând aproximativ o treime din exporturile totale. Industria minieră europeană a fierului este de mică importanţă la nivel mondial, generând doar 3 % din producţia mondială anuală..

Austria3 %

Sweden74 %

Bulgaria 2 %

Slovakia2 %

Turkey19 %

Romania0.5 %

Spain0.4 %

Figura 1.7: Producţia de fier în Europa în 1999 Cea mai mare companie mondială producătoare de minereu de fier este CVRD din Brazilia. Vânzările acestui grup au atins un nou record de 143.6 milioane de tone în 2001. Compania London-based Rio Tinto a produs 115.8 milioane de tone şi a trimis spre îmbarcare 110.6 milioane de tone în acelaşi an.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 11

Cifrele corespunzătoare pentru compania australiană/sud-africană BHP Billiton, au fost 82.6 milioane tone şi respectiv 84.5 milioane tone în 2001. În prezent aceste trei mari companii controlează aproximativ 70 % din piaţa de minereu de fier. Producţia de minereu de fier în Europa de Vest este acum concentrată în principal în Suedia, cum producţia de minereu de fier din regiunile miniere din zona Franţa/Luxemburg a încetat în prima jumătate a anilor 1990, ca şi extragerea de minereu de fier în Spania. Există încă unele exploatări de dimensiune mică pentru uz intern în Turcia, Austria şi Norvegia, ultima producând şi ceva pentru export. În Europa de Est, Slovacia, Bulgaria şi România sunt reprezentate în statistici ca fiind producători de minereu de fier. Din produsele comerciale din minereu de fier, 490 de milioane de tone în 2000, granulele au fost aproximativ 90 de milioane de tone. Restul a constat din minereuri inferioare (aproximativ 70 de milioane de tone) şi particule fine. Particulele fine de minereu de fier sunt folosite ca materie primă pentru furnale, după procesele de sinterizare sau granulare. Granulele se împart în două tipuri, depinzând de folosinţa lor, adică pentru folosirea în furnale, sau ca materie primă pentru industria în dezvoltare a Fierului Redus Direct/Fierului Încins Împachetat (DRI/HBI) [49, Iron group, 2002] Sfârşitul secolului 20 a cunoscut un val de asocieri de companii în industria minereului de fier pe măsură ce producătorii se străduiau să reducă costurile de producţie şi să devină mai competitivi. Această perioadă de consolidări se crede că a ajuns aproape de sfârşit, chiar dacă există încă ceva potenţial pentru achiziţii şi fuziuni viitoare. [49, Iron group, 2002] Pentru exploatarea mineritului de fier în Europa, acest metal este exploatat numai în formă de oxizi şi carbonaţi şi minereurile ori conţin puţine ori nu conţin deloc sulfuri minerale. Sterilul şi sedimentele miniere din aceste exploatări nu au un potenţial net de ARD. În mod obişnuit, o parte inferioară din sterilul generat este administrată în halde. Particulele fine sunt descărcate în iazuri de decantare. 1.1.5 Manganul Fabricarea oţelului acoperă cea mai mare parte a cerinţei pentru mangan (Mn). [36, USGS, 2002]. În unele cazuri, manganul este principalul produs al unei mine (de exemplu mina Hotazel din Africa de Sud sau mina Nikopol în Ucraina), dar de obicei, manganul este asociat cu alte minerale (de exemplu carbonaţi de fier). Un efect pozitiv al acestei asocieri cu fierul este că în producţia de oţel se necesita să se adauge mai puţin mangan adiţional [38, Weber, 2002] Producţia minieră europeană de 43500 tone în 1999 reprezintă 0.5 % din producţia mondială din acelaşi an. Următoarele figuri prezintă pe cei mai mari producători europeni şi internaţionali.

Chapter 1

12 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Greece 2 %

Italy2 %

Bulgaria 39 %

Hungary26 %

Romania31 %

Figura 1.8: Producţia de mangan în Europa în 1999

Australia

11 %

Brazil

12 %

China

11 %

Gabon

12 %

South Africa

21 %

Ukraine

13 %

Rest

20 %

Figura 1.9: Producţia mondială de mangan în 1999 Preţul franco la bord (free on board) (f.o.b.) al minereului de mangan minereu din exploatarea din Ungaria este 42 USD per tonă. 1.1.6 Mercurul Cinabrul (HgS) este principalul minereu de mercur. [37, Mineralgallery, 2002]. Mercurul este singurul metal obişnuit care este lichid la temperatura camerei. Apare ori ca metal nativ, ori în cinabru, corderoit, livingstonit, şi alte minerale [36, USGS, 2002]. Singura mină europeană de mercur care a mai rămas este mina Almadén din Spania. Mina a fost concesionată de la statul spaniol cu un angajament de a reduce activităţile de minerit. În 1995, s-au

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 13

plătit 5222 de milioane EUR către compania holding care include mina Almadén. În 1999, aproximativ 100 de persoane au fost angajate direct în sectorul minier al companiei. Totuşi această mină a fost acum închisă şi este improbabil să fie redată în funcţiune. Alte mine, chiar dacă exploatează alte sulfuri de metale, uneori produc mercur ca un produs secundar. Un exemplu este mina Pyhäsalmi Oy, care produce concentraţi de Cu-, Zn-, pirită care includ Cd, Hg, Au şi Ag. Exploatare mondială a mercurului se face în aproximativ 10 ţări, cu cele mai mari cantităţi venind din Spania şi Kyrgyzstan. În decursul ultimilor 10 ani producţia estimată anuală de exploatare a mercurului este în medie de aproximativ 2500 tone, dar valorile producţiei mondiale au un mare grad de incertitudine. Exploatarea anuală mondială a mercurului este în scădere şi a fost estimată la 1640 de tone în 2000. În 1999 producţia europeană a reprezentat 17.4 % din producţia mondială. Folosirea mercurului în Europa de Vest şi America de Nord a decăzut datorită numeroaselor restricţii în folosirea produselor care conţin mercur. Industria clor-alcalilor va înceta gradual să fie una a marilor utilizatori. În acelaşi timp, aprovizionarea cu mercur secundar şi recuperat a crescut datorită reglementărilor ecologice. Aceasta le lasă pe cele mai dezvoltate ţări ca exportatori neţi de mercur, lucru care a dus la scăderea continuă a preţurilor la mercur. Preţul comercial al mercurului a fost foarte scăzut din 1990: preţurile în 1997-1999 erau în jur de 4 euro per kg de mercur. Surplusul de mercur de pe piaţă ţine preţul mercurului scăzut, ceea ce poate încuraja folosinţe suplimentare şi conduce la creşterea cererii la scară globală, în special în afara OECD. Mercurul este exportat în ţări în curs de dezvoltare pentru refolosire în recuperarea aurului pentru folosirea în producţia de cosmetice, vopsele şi pesticide, în plus faţă de tipurile de folosinţe împărţite cu ţările OECD, cum ar dispozitive de măsură şi electrice. În această privinţă, efectele exporturilor continue de mercur ale companiilor europene către ţările în dezvoltare, unde folosirea lor poate duce la poluare şi efecte adverse asupra sănătăţii, cărora trebuie să li se acorde atenţie deosebită. Mai mult, o parte importantă a mercurului poate să se întoarcă în Europa pe rază lungă transfrontalieră sub formă de poluare a aerului. [112, Commission, 2002] Cum sterilul conţine sulfuri, generarea de ARD va fi o problemă la minele de Hg. Minele mai vechi de Hg, stivele de piatră reziduală şi amenajările de administrare a sterilului vor cauza de asemenea probleme. ARD şi infiltraţiile de metale grele pot fi aşteptate pentru mulţi ani dacă exploatările nu sunt corect scoase din funcţiune. Totuşi Hg în forma S nu sunt solubile în apă şi ar trebui de aceea să rămână stabile în steril şi piatră reziduală. Nu a fost furnizată nici o informaţie privitoare la managementul sterilului şi sedimentelor miniere provenite din minele de mercur. 1.1.7 Metale preţioase (Aur, Argint) Majoritatea aurului şi argintului produs este folosită în realizarea bijuteriilor dar, datorită proprietăţilor precum marea lor conductivitate electrică şi rezistenţei la coroziune, este în creştere şi folosirea lor ca metale industriale. Dintr-o cantitate estimată de 140000 tone de aur extras vreodată, aproximativ 15 % se crede că s-a pierdut, folosit în scopuri industriale disipative, sau irecuperabil sau neînregistrat. Din cantitatea rămasă de 120000 tone, o cantitate estimată la 33000 tone sunt stocuri oficiale deţinute de bănci centrale şi aproximativ 87000 tone sunt deţinute de persoane private sub formă de monezi, lingouri şi bijuterii [36, USGS, 2002]. În unele cazuri aurul şi argintul sunt preschimbate direct în fabrici de procesare a metalelor aflate la faţa locului, în metal neprelucrat sub formă de aurită conţinând în mod obişnuit 75 % aur şi 25 % argint. În alte cazuri, aurul şi argintul se găsesc în alte concentraţii de metal şi sunt recuperate în procesul de topire [36, USGS, 2002], de exemplu, o cantitate considerabilă de argint se poate obţine din deargintarea plumbului.

Chapter 1

14 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Aurul apare în formă (aur liber) sau fixat în alte minerale (pirita, cuarţul, etc). Poate conţine o cantitate variabilă de argint în soluţie solidă. Telururile de aur-argint pot fi şi un avantaj minor în zăcămintele comerciale de aur. Din aproximativ 2.5 milioane kg de aur extrase la nivel mondial în 1999, Europa a produs numai 0.8 %. Pentru argint, producţia europeană a reprezentat aproximativ 10 % din producţia mondială. Următoarele două figuri prezintă pe principalii producători de aur şi argint din Europa.

Finland17 %

France16 %

Italy9 %

Spain22 %

Sweden23 %

Bulgaria 6 %

Poland2 %

Romania3 % Slovakia

2 %

Figura 1.10: Producţia de aur extras în Europa în 1999

Sweden19 %

Bulgaria 1 %

Poland62 %

Romania1 %

Turkey6 %

Italy3 %Portugal

1 %

Ireland1 %

Greece 4 %Finland

2 %

Figura 1.11: Producţia de argint extras în Europa în 1999

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 15

Acum sunt şase mine de aur în UE-15. În Europa, argintul nu este extras ca produs principal. Argintul este în principal un produs secundar al mineritului de plumb. O nouă mină de aur este în exploatare în Turcia din 2001. Există mai multe exemple de proiecte unde a fost iniţiat procesul de autorizare, de exemplu mina Svartliden din nordul Suediei, mina Matalikais din Grecia şi proiectul carierei de suprafaţă de aur Rosia Montana din România. Următoarea figură prezintă producţia de aur extras în 2001.

Europe 1%

Other 11%

Australia12%

Africa 24%

Asia 17%

Latin America 15%

North America 20%

Figura 1.12: Producţia mondială de aur extras în 2001 Folosirea cianurii (CN) pentru a filtra aurul este o problemă mult discutată în ultimii ani. Accidentul de la Baia Mare a adus o atenţie deosebită asupra acestei tehnici. În 2000, erau aproximativ 875 de exploatări miniere de aur sau aur şi argint în lume. Acest număr nu include contribuţia din mine de minereuri nepreţioase unde se recuperează ceva aur ca produs secundar în mină sau în topitorie. Din aceste 875 de exploatări, 460 (adică 52 %) foloseau cianura, 15 % erau filtrări de halde şi 37 % foloseau cianurarea în bazine de filtrare. Cele 48 % rămase foloseau o varietate de procese care nu foloseau reactivi chimici alternativi sau lichefianţi, dar foloseau în schimb în principal separarea gravitaţională şi flotaţia pentru a forma un produs concentrat. Aceste produse concentrate erau trimise către o topitorie pentru procesarea finală[26, Mudder, 2000]. Următoarea figură prezintă distribuţia mondială de mine de aur sau aur şi argint care foloseau cianurarea în 2000.

Chapter 1

16 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Australia & South Pacific

26%

Canada 9%

United States16%

Latin America 13%

Africa 27%

Europe2%

Asia 7%

Figura 1.13: Distribuţia mondială de mine de aur sau aur şi argint care foloseau cianurarea în 2000 [26, Mudder, 2000] În timpul primelor nouă luni ale anului 2001, preţul zilnic al aurului al Corporaţiei Engelhard a variat de la o valoare minimă de aproximativ 257 USD per uncie de carat în Aprilie până la o valoare maximă de aproape 294 USD 294 în Septembrie. Majoritatea anului, acest preţ a fost sub 270 USD. Rolul tradiţional al aurului ca depozit de valoare a putut să mărească preţul aurului de la valoarea comercială scăzută când teroriştii au atacat Statele Unite în septembrie 2001. În 2001, Banca Naţională Elveţiană a continuat să vândă 1300 tone de aur (o jumătate din rezervele sale), şi guvernarea Marii Britanii şi-a realizat dorinţa de a vinde 415 tone de aur din rezervele de aur britanice. Îngrijorările privitoare la adevărata situaţie a vânzărilor de aur ale băncii centrale, şi estimarea unei mai mari consolidări a sectorului mineritului aurului, şi o lipsă de investiţii reînnoite în aur, au ţinut preţurile la aur scăzute până la mijlocul lui septembrie 2001. De-a lungul anului 2002, aurul s-a comercializat la un preţ stabil de 300 USD per uncie. Aurul este o resursă naturală foarte valoroasă. De aceea, se merită încă mineritul dacă calitatea minereului este în gama grame/tonă. Aceasta rezultă în mari cantităţi de steril care se produc în mineritul de aur comparativ cu cantitatea de aur produsă. De exemplu, la o proporţie de aur de 5 g/t, trebuie să se extragă 200000 tone de minereu pentru a produce 1 tonă de aur (presupunând 100 % recuperare de aur). Particule inferioare de aur pot fi recuperate folosind separarea gravitaţională. Totuşi particulele mai fine de aur pot fi adesea recuperate prin filtrarea minereului cu o soluţie de cianură. Datorită marii toxicităţi a cianuri, trebuie să fie acordată o atenţie deosebită managementului sterilului acolo unde este aplicată această procedură. Sunt în curs de desfăşurare cercetări cu scopul de a înlocui cianurizarea cu tehnici mai puţin periculoase. De asemenea se investighează acum noi tehnici de a distruge cianura din steril sau de a recicla cianura din steril în proces. Sterilul provenit din exploatarea aurului este de obicei în formă nămol fin care este administrat în bazine. Toate exploatările din UE-15 şi mina turcească Ovacik distrug cianura din steril înainte de a descărca sterilul în iaz. Atât stabilitatea chimică cât şi cea fizică a amenajărilor de management a sterilului sunt de mare importanţă, deoarece sterilul poate avea şi un potenţial ARD. 1.1.8 Wolframul Principalele minerale purtătoare de wolfram sunt wolframitul (Fe, Mn)WO4 şi wolframatul de calciu (scheelitul) (CaWO4).

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 17

În 1999, un total de 3000 tone de oxid de wolfram a fost produs în Europa. 1800 tone WO3 a rezultat din Austria şi 549 tone din Portugalia. Producţia europeană reprezenta 11.5 % din producţia mondială în 1999. Consumul mediu mondial de wolfram este 40000 t (W) per an. Principalii producători sunt China (>80 %), Canada, Rusia, Austria, Portugalia şi Bolivia [52, Wolfram group, 2002]. Datorită preţurilor scăzute, multe mine din lume au trebuit să se închidă în timpul ultimelor două decenii [52, Wolfram group, 2002]. Sterilul inferior este administrat în halde; sterilul fin în bazine. În funcţie de zăcământ, sulfurile sunt prezente în cantităţi mai mici sau mai mari; de aceea ARD poate fi o problemă.

1.2 Generalităţi ale industriei: minerale industriale Pentru discuţii detaliate, acest sector este împărţit în diverse sub-sectoare. Acestea sunt: • baritină • boraţi • feldspat • fluorina • caolin • piatră de var • fosfat • stronţiu • talc. Următorul tabel arată că, pentru majoritatea acestor minerale, producţia europeană, spre deosebire de mineralele metalifere, reprezintă o parte importantă din producţia mondială.

Produs Procentaj din producţia mondială(%)

Baritină 11 Boraţi 30 Feldspat 64 Fluorina 5 Caolin 18 Fosfat 1 Talc 26

Tabelul 1.3: Producţia câtorva minerale industriale din Europa ca procentaj din producţia mondială în 1999 Mineralele industriale sunt recuperate în multe diverse feluri. Unele sunt vândute aşa cum sunt extrase, adică fără să fie procesate. În alte cazuri trebuie să se aplice toate tipurile de metode de procesare a mineralelor pentru a realiza un produs de mare concentraţie. Majoritatea minelor din sectorul "Minerale industriale" folosesc numai tratamente fizice (de exemplu concasarea, spălarea, separarea magnetică, sortarea optică, sortarea manuală, clasificare, flotaţie), iar numai o minoritate de mine aplică un tratament chimic asupra mineralelor (de exemplu filtrare). De aceea, cantităţile şi caracteristicile sterilului şi sedimentelor miniere variază semnificativ. În general aceste activităţi sunt mici comparate cu majoritatea minelor de metale, şi calitatea mineralului este de obicei mai mare. De aceea, în majoritatea cazurilor cantităţile de piatră reziduală şi steril sunt de asemenea mai mici. Drenajul rocilor acide (ARD) nu este în mod obişnuit o problemă în sectorul mineralelor industriale. 1.2.1 Baritina

Chapter 1

18 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Baritina este mineralul care apare în mod natural sub formă de sulfat de bariu (BaSO4). Este un mineral cu o valoare industrială relativ scăzută. Activităţile din domeniul umpluturilor sau vopselelor de grund pot dicta preţuri mai mari după o procesare mai intensă a mineralului. Există şi avantaje pentru culoare – albeaţă şi luminozitate [29, Baritină, 2002]. Consumul de baritină din UE-15 este estimat la în jur de 700000 tone, cu producţia mineralului extras de în jur de 340000 tone în 2000 şi restul fiind importat, în principal din China dar şi din Maroc şi India [29, Baritină, 2002]. Următoarea Figură prezintă principalele ţări producătoare din Europa. Producţia anuală totală din Europa este de aproximativ 715000 tone.

Belgium2% France

11%

Germany18%

Italy4%

Spain3%

UK11%

Bulgaria 19%

Poland4%

Romania1%

Slovakia5%

Turkey22%

Figura 1.14: Producţia de baritină extrasă în Europa în 2000 Din totalul producţiei de 6.4 milioane tone, USA a consumat aproximativ 2.7 milioane tone şi UE-15 o valoare estimată la 0.7 milioane tone. Următoarea figură prezintă principalii producători din lume.

China54 %

USA9 %

India9 %

Africa6 %

Iran3 %

Mexico2 %

Other6 %

EU-156 %

Candidate C.and Turkey

5 %

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 19

Figura 1.15: Producţia mondială de baritină (cifre de producţie) în 2000 Mai mult, baritina importată este procesată în Olanda. Preţurile citate (revista Industrial Minerale) pentru cantitatile obtinute din puturile petrolifere sunt în jur de 55 - 60 euro/tonă până la 100 euro/tonă pentru materialul de grund. Producţia obţinută în Europa a rămas constantă mai mulţi ani; şi asigură locuri de muncă directe pentru peste 400 de oameni şi contribuie direct cu peste 50 de milioane de euro la produsul intern brut [29, Baritină, 2002]. Proporţia medie de minereuri extrase în UE-15 este în jur de 50 % BaSO4. Aceasta indică, că pentru a produce 715000 tone de baritine, aproximativ 1400000 tone de minereu trebuie să fie extrase. O parte din acest minereu a fost vândut ca alte produse minerale [29, Baritină, 2002]. Doar un mic procentaj (2 %) de steril produs în UE-15 este descărcat sub formă de nămol în bazine. În mod obişnuit sterilul inferior este vândut ca agregat pentru beton. Sterilul mai fin este în majoritate deshidratat şi de asemenea vândut sau folosit ca material de umplere a minelor. 1.2.2 Boraţii Boraţii sunt un grup de peste 200 de minerale în stare naturală care conţin bor. Urme de boraţi există în roci, sol şi apă. Borul elementar nu apare în natură dar urme de sărurile sale sunt prezente aproape oriunde în roci, sol şi apă. Cu toate astea, mineralele de borat sunt comparativ rare şi zăcăminte mari există numai în puţine locuri în scoarţa Pământului (Turcia, USA, China, Rusia, şi America de Sud). [92, EBA, 2002] Piaţa globală de furnizori pentru boraţi, aproximativ 4.2 milioane tone, este dominată predominant de Turcia (singurul producător european), Statele Unite, şi America de Sud (Argentina, Bolivia, Chile, şi Peru). China şi Rusia produc volume semnificative de boraţi, dar exportă puţin pe piaţa mondială. Cei mai mari doi producători din lume sunt Eti Bor, care produce în Turcia de vest, şi US Borax în California, care împreună dictează poate aproximativ 75 – 80 % din piaţa de furnizori. Producătorul turc de borat are o producţie anuală de aproximativ 1.2 milioane tone din nouă exploatări (şapte cariere de suprafaţă şi două mine subterane). Aceasta reprezintă aproximativ 30 % din producţia mondială [36, USGS, 2002]. Industria turcă de boraţi asigură locuri de muncă directe pentru peste 2150 oameni şi contribuie direct cu peste 225 milioane de euro la produsul intern brut al ţării. Preţurile citate (revista Industrial Minerale) pentru boraţi variază între 270 de euro şi 900 de euro per tonă. În Turcia, reziduurile minelor sunt sterilul din fabricile procesatoare de minerale şi fabricile de derivaţi ai borului. Sterilul este descărcat ori în halde (pentru argile inferioare şi minerale calcaroase) sau în bazinele căptuşite cu steril (pentru particule fine argiloase) aproape de mine. 1.2.3 Feldspatul Feldspaturile sunt minerale obişnuite care se formează în roci, care pot deveni materiale industriale brute de valoare când apar în cantităţi mari, uşor de extras şi de procesat. Prin compoziţie, feldspaturile sunt aluminosilicaţi care conţin potasiu, sodiu şi/sau calciu. Mai mult de 60 % din feldspatul produs în UE-15 este folosit în industria ceramică, iar majoritatea celui rămas folosit în producţia de sticlă. În producerea ceramicii, feldspatul este al doilea cel mai important ingredient după lut, acţionând funcţional ca un fondant. [39, IMA, 2002].

Chapter 1

20 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sectorul feldspatului este compus din companii mici şi mijlocii, răspândite în aproape toate ţările membre UE-15. În 1999, un total de 6 milioane de tone de feldspat a fost produs în Europa, care este aproape două treimi (64 %) din producţia mondială totală. Feldspatul recuperat prin flotaţie reprezintă aproximativ 10 % din producţia europeană de feldspat. Următoarea figură prezintă principalii producători europeni.

Italy36 %

Turkey27 %

France11 %

Spain7 %

Germany5 %

Portugal5 %

Czech Republic4 % Rest

5 %

Figura 1.16: Producţia de feldspat extras în Europa în 1999 Producători minori (adică <100000 tone/an) includ Finlanda, Grecia, Suedia, Marea Britanie, Polonia şi România. Industria feldspatului în UE-15 asigură locuri de muncă directe pentru peste 3000 de oameni şi contribuie direct cu peste 900 de milioane de euro la produsul intern brut. Preţurile citate (revista Industrial Minerale) pentru feldspat sunt în gama 13 - 205 euro per tonă. Piaţa pentru sodiu-feldspatul cu cost scăzut este în principal locală sau naţională datorită costurilor proporţional mai mari de transport. Doar câteva feldspaturi de valoare mai mare (calităţi înalte, adică feldspat decantat şi feldspat de potasiu) sunt transportate pe distanţe mari. Producţia de feldspat rezultă în halde de steril făcute de nisip inferior, pietriş şi rocă, ca şi în iazuri de decantare pentru sterilul fin. 1.2.4 Fluorina Fluorina este numele industrial al mineralului fluorită (CaF2). Acesta este extras din mine (subteran şi cariere de suprafaţă), în concentraţii naturale între 20 şi 90 % CaF2. Minereul şi produsele concentrate comerciale au acelaşi nume, adică fluorina. Fluorina a fost mult timp cunoscută pentru frumuseţea şi varietatea culorilor sale. Astăzi ea este folosită pentru proprietăţile ei chimice (este o fluorură, şi de aceea o sursă a elementului fluor) şi pentru proprietăţile sal fizice (de exemplu ca agent fondant). [43, Sogerem, 2002] Producţia mondială este între patru şi cinci milioane de tone pe an. Principalii producători sunt China (2.5 milioane tone), Mexic (0.5 milioane tone), UE-15 (0.4 milioane tone), şi Africa de Sud (0.3

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 21

milioane tone). În jur de 20 de ţări au declarat o producţie substanţială în 2000 [43, Sogerem, 2002]. Producătorii europeni sunt afişaţi în următoarea figură.

France28 %

Germany8 %

Italy13 %

Spain39 %

United Kingdom11 %

Turkey1 %

Figura 1.17: Producţia de fluorină în Europa (1999) La mina din Sardinia de sulfuri de fluorina/plumb valoarea medie a produselor este de 120 euro per tonă pentru fluorină şi 190 de dolari per tonă pentru sulfuri de plumb [44, Italia, 2002]. 1.2.5 Caolinul Cuvântul caolin derivă din chinezescul "Kao-ling" (Creastă Înaltă), numele unui deal în China centrală în apropiere de locul unde această substanţă a fost extrasă iniţial pentru a fi folosită în ceramică. Aceasta este şi originea numelui "porţelan de China". Din acele vremuri timpurii, folosirea caolinului s-a extins la producerea hârtiei, cauciucului, vopselelor şi materialelor plastice [40, IMA, 2002]. În 1999, producţia europeană de caolin era de aproximativ cinci milioane de tone, aproximativ 20 % din producţia mondială din acelaşi an. Cei mai mari producători europeni sunt listaţi în următoarea figură.

Chapter 1

22 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

France6 %

Germany13 %

Greece1 %

Italy6 %

Portugal1 %

Spain1 %

United Kingdom48 %

Bulgaria 3 %

Czech Republic9 %

Poland1 %

Austria1 %Turkey

9 %Romania

1 %

Figura 1.18: Producţia de caolin în Europa în 1999 În Europa, industria caolinului asigură locuri de muncă directe pentru peste 6000 de oameni şi contribuie direct cu peste 1500 de milioane de euro la produsul intern brut. Preţurile citate (revista Industrial Minerale) pentru caolin sunt în intervalul 40 - 375 euro per tonă. Producţia de caolin rezultă în halde de steril făcute de nisip inferior, pietriş şi roci, ca şi de iazuri de decantare pentru sterilul fin. 1.2.6 Piatra de var Piatra de var este folosită în trei feluri diferite: ca agregat pentru beton, ca carbonat de calciu şi în industria cimentului şi varului. Sectorul agregatelor nu va fi discutat, de vreme ce nu generează steril. Industria carbonatului de calciu lucrează în principal cu zăcăminte de o calitate mai mare de 96 %. De aceea, nu este nevoie de obicei de alţi paşi de procesare minerală. În Europa, doar şapte fabrici trebuie să folosească flotaţia pentru a separa carbonatul de calciu din minerale nedorite (în principal grafitul şi mica). Aceste şapte fabrici reprezintă mai puţin de 5 % din producţia europeană de carbonat de calciu. Cinci dintre aceste fabrici nu au iazuri de decantare, de vreme ce folosesc dispozitive de deshidratare (de exemplu prese de tasare şi filtrare). [42, IMA, 2002] Piatra de var folosită pentru sectoarele cimentului şi varului conţine impurităţi de argile care pot fi spălate. Acest steril este depozitat în bazine. 1.2.7 Fosfatul Singura mină de fosfat din Europa este mina finlandeză Siilinjärvi. Acum nivelele producţiei sale anuale sunt de 800000 tone de concentrat de apatit (Ca5(PO4)3 (F), fluoro-fosfat de calciu). Principalul produs, concentratul de apatit, este în principal folosit ca material brut pentru producţia de acid fosforic. Mai mult, 100000 tone de concentrat de calcit, 10000 tone de concentrat de mică, 70000 tone de produse de micaceu şi 200000 - 300000 tone de diverse produse de roci fărâmiţate sunt produse anual.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 23

Aproximativ nouă milioane de tone de minereu şi două până la trei milioane de tone de piatră reziduală sunt extrase anual. Sterilul din concentrator este pompat în zona barajului de steril. Sedimentele miniere este fărâmiţat pentru a fi folosit ca agregat în construcţiile de drumuri şi baraje sau stocate în zone cu piatră reziduală. [143, Siirama, 2003] 1.2.8 Stronţiul Stronţiul este în mod obişnuit extras sub forma a două minerale, celestina (sulfat de stronţiu) şi stronţianitul (stronţiu carbonate). Din cele două, celestina apare mult mai frecvent în zăcăminte sedimentare de mărime suficientă pentru a face dezvoltarea exploatărilor miniere atractivă. Stronţianitul ar fi cel mai folositor dintre cele două minerale comune deoarece stronţiul este folosit cel mai adesea în formă de carbonat, dar au fost descoperite puţine zăcăminte care să fie potrivite pentru dezvoltare. [36, USGS, 2002] Celestina (SrSO4), este extrasă în două mine în sudul Spaniei, care împreună au produs aproximativ 120000 tone de produs final în 2000. Celălalt producător european de minereu de stronţiu este Turcia cu aproximativ 25000 tone în acelaşi an. Producţia mondială în 2000 a ajuns la aproximativ 300000 tone. Toate cifrele sunt date în unităţi de tone de stronţiu conţinut. Spania este al doilea cel mai mare producător mondial după Mexic. [36, USGS, 2002] 1.2.9 Talcul Talcul este un silicat de hidrat de magneziu. Cu toate că zăcămintele de talc se găsesc în toată lumea în diverse zone geologice, concentraţii viabile economice de talc nu sunt aşa obişnuite. Cel mai mare producător din lume este China cu o producţie anuală de aproximativ 1.7 milioane de tone urmată de USA (0.9 milioane tone) şi India (0.6 milioane tone). Producţia UE de talc ajunge la 1.4 milioane tone/an, din care Franţa şi Finlanda acumulează 70 %. Producţia mondială de talc este estimată la aproximativ 5 milioane de tone/an. Următoarea figură prezintă ţările producătoare dintre ţările membre actual şi ţările candidate. Este greu să obţii date exacte despre producţia de talc pentru că acesta este adesea grupat cu steatitul şi materialele înrudite cu talcul.

Chapter 1

24 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Austria11 %

Finland31 %

France28 %

Italy11 %

Spain9 %

UK, Portugal, Germany

5 %

Candidate Countries5 %

Figura 1.19: Producţia minieră de talc în Europa (1999) Luzenac este cel mai important producător de pe piaţa europeană. Celelalte două principale producătoare sunt Mondo Minerale şi IMI Fabi SpA. Luzenac, care aparţine grupului Rio Tinto, este producătorul fruntaş de talc cu vânzări care depăşesc 1.4 milioane de tone/an. În Europa, Luzenac deţine 7 zăcăminte de talc şi 11 fabrici pentru procesare. Mondo Minerale incorporează activităţile europene de talc de la Mondo Minerale Oy (două mine şi trei fabrici de prelucrare în Finlanda), Mondo Minerale B.V. în Olanda şi compania norvegiană Talc AS. IMI Fabi SpA îşi are principalele activităţi în Italia, cu trei mine şi două fabrici de pulverizare. Piaţa de talc trece printr-un proces de consolidare atât pe părţile de furnizare cât şi pe partea de cerere ca răspuns la creşterea competiţiei de la alte minerale şi la economii noi apărute, şi datorită creşterii transparenţei pieţii şi presiunilor globalizării. Piaţa de talc în Europa este matură cu o creştere scăzută în majoritatea sectoarelor, aşa că pentru mulţi ani creşterea preţurilor a fost marginală, abia ţinând piept inflaţiei. Pieţele interne sunt de asemenea supuse presiunii preţurilor competitive ale importurilor de înaltă calitate care pot dicta un preţ avantajos, în special din China. Proprietăţile talcului (platimetria, moliciunea, hidrofobicitatea, organofilicitatea, inerţia şi compoziţia mineralogică) asigură funcţii specifice în multe industrii. Preţurile citate (revista Industrial minerale) pentru talc variază de la 100 - 300 dolari per tonă, depinzând de calitate, cu un preţ mediu de 210 dolari pe tonă. Piaţa mondială este astfel estimată a fi 1.2 bilioane de dolari pe an. În general, datorită înaltei purităţi a zăcământului, industria talcului nu generează steril. Totuşi, în exploatările finlandeze, care reprezintă de fapt aproximativ 33 % din producţia europeană de talc, talcul este extras dintr-o rocă de carbonat de magneziu de talc folosind flotaţia. Sterilul este administrat în iazuri. 1.3 Generalităţi industriale: potasiu

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 25

Chiar dacă potasiu este un mineral industrial, a fost decis prin TWG la întâlnirea de început, că datorită diferitelor tehnici din procesarea mineralelor şi managementului sterilului acest mineral va fi tratat separat în propria sa secţiune. Principalele produse de potasiu folosite ca fertilizatori (cu nutrienţi de potasiu, sulf şi magneziu) sunt clorura de potasiu (MOP4), sulfatul de potasiu (SOP) şi kieseritul. acestea sunt produse cu diferite valori de K2O5 (40 - 62 %) şi într-o calitate fină, standard sau inferioară. Sulfatul de potasiu şi sulfaţii de potasiu-magnezie sunt fertilizatori de potasiu fără cloruri. Aproximativ o cincime din producţia mondială de potasiu vine din minele europene din Franţa, Germania, Spania şi Marea Britanie. Producţia europeană minieră în 1999 a fost puţin peste 5 milioane de tone de K2O. Următoarea figură prezintă procentajele producţiei din diferite ţări.

France7 %

Germany70 %

Spain13 %

United Kingdom10 %

Figura 1.20: Producţia de minerit de potasiu (K2O) în Europa în 1999 Producţia mondială de potasiu este dominată de Canada, Rusia şi Germania, care împreună acumulează aproximativ 76 % din producţia mondială totală. Clorura de potasiu (KCl), referită în mod obişnuit ca Muriat de Potasiu (MOP), este cea mai comună şi mai puţin scumpă sursă de potasiu. Clorura de potasiu acumulează aproximativ 95 % din producţia mondială de potasiu. [19, K+S, 2002] Industria mondială de potasiu a înregistrat condiţii de la sfârşitul anilor 1980 (chiar înainte de colapsul economic al ţărilor din blocul est-European). Până la acea dată, ratele medii de funcţionare industriale (Procentaj al capacităţii de producţie) arătau o tentă ascendentă lentă, dar constantă care s-a încheiat brusc în 1988. Rata medie mondială a funcţionării, care a crescut stabil la 83 % în 1988, a scăzut gradual la numai 56 % faţă de nivelele anterioare. În timpul acestei perioade, consumul mondial a scăzut de la 31 la 21 de milioane de tone de K2O. 4 Muriat de potasă (MOP) este termenul obişnuit pentru sarea de clorură de potasiu (KCl) şi se numeşte aşa pentru că acidul clorhidric se

numea iniţial acid muriatic. Numele MOP a rămas cu produsul chiar dacă numele acidului s-a schimbat de atunci. 5 Oxidul de potasiu nu este cunoscut să existe datorită proprietăţilor sale foarte reactive. Totuşi eset folosit ca un termne convenţional

pentru afirmarea conţinutul de potasiu al unui material, de exemplu 100 de tone 95 % KCl (MOP) este echivalentul a 60 de tone de K2O.

Chapter 1

26 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Cererea mondială de potasiu în 2000 era de aproximativ 26 de milioane de tone de oxid de potasiu (K2O) sau 42 de milioane de tone de produs (KCl şi K2SO4). Comparată cu aceste cifre, capacitatea de producţie era de aproximativ 37 de milioane de tone de oxid de potasiu (K2O) sau 59 milioane de tone de produse. De aceea, există o considerabilă supracapacitate la nivel mondial. Situaţia economică, mai ales în ţări în dezvoltare, influenţează mult dimensiunea şi distribuţia regională a exporturilor. Atât cantitatea exportată cât şi distribuţia sa printre consumatori sunt mult influenţate prin starea importurilor din agricultură, prin cerere (sau prin disponibilitate), prin cursul valutar din ţara exportatoare sau importatoare şi prin fluctuaţiile cursului de schimb valutar. Costurile de transport pentru fertilizatorii de potasiu au un aport considerabil asupra costului total la consumator. De aceea consideraţiile logistice influenţează direcţia şi magnitudinea importurilor sau exporturilor şi contribuie la supracapacitatea mondială. În Europa sunt folosite cinci metode pentru administrarea sterilului, şi acestea sunt: • depozitarea de steril solid în halde de steril • ramblaierea sterilului solid în cariere miniere de subteran • descărcarea sterilului solid şi lichid în ocean/mare (de exemplu managementul marin al sterilului) • descărcarea sterilului lichid în puţuri adânci • descărcarea sterilului lichid în cursuri naturale de ape (de exemplu râuri). Sterilul de potasiu este alcătuit din sare (clorură de sodiu) împreună cu un mic procent de alte săruri (de exemplu cloruri şi sulfuri de potasiu, magneziu şi calciu) şi materiale insolubile precum argila şi anhidritul. Stivele de steril înseşi generează soluţii saline când precipitaţiile atmosferice dizolvă sarea din materialul din steril. 1.4 Generalităţi industriale: cărbunele TWG a decis la întâlnirea de început ca să fi inclus cărbunele numai atunci când este procesat şi se produce steril. De aceea, în această secţiune, se vorbeşte numai despre antracit (sau cărbune de rocă sau cărbune negru), în timp ce despre lignit (sau cărbune maro), care nu este de obicei procesat, nu se vorbeşte. În Europa cărbunele este extras în condiţii geologice dificile, de obicei subteran. Industria se caracterizează printr-un înalt grad de automatizare. Producţia din minele de cărbune din UE-15 scade de câteva decenii încoace. Aceasta este datorită costurilor adesea mari cauzate de mineritului la adâncime şi zăcămintelor relativ subţiri, numite filoane. Totuşi, cu accederea de noi membri, producţia totală de cărbune în EU va creşte. În alte părţi ale lumii, zăcăminte mari situate aproape de suprafaţa pământului pot fi exploatate cu costuri mai mici. Minele de cărbune din Europa vor continua să se închidă. Deschiderea de noi mine în subteran nu este probabilă în viitorul apropiat. Cu excepţia Spaniei şi Marii Britanii, unde sunt extrase din cariere de suprafaţă aproximativ patru milioane de tone pe an de cărbune bituminos, cărbunele este de obicei extras prin exploatări subterane. După cum se poate vedea în următorul tabel, producţia totală de antracit din Europa în 2001 a fost de 188.2 milioane de tone. Se poate vedea că Polonia este producătorul dominant european de antracit, asigurând peste 50 % din producţia totală europeană în 2001.

Ţară 1980 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Franţa 20194 7314 5779 4739 4033 3166 1971

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 27

Germania 94492 53156 51212 45340 43849 37338 30362 Spania 13147 17465 18861 16380 15433 14965 14539 Marea Britanie 130096 49307 47123 40045 36356 30465 32512 Total UE-15 257929 127242 122975 106504 99671 85934 79384 Bulgaria 267 186 99 118 108 66 20 Republica Cehă 288 301 301 301 300 631 630 Ungaria 3065 996 959 914 783 754 570 Polonia 193121 136385 137100 116381 110443 103173 103896 România 8060 4219 3401 2679 2748 3243 3680 Turcia 3602 3029 2291 3994 2705 3110 3719 Total Ţări candidate şi Turcia

208403 145116 144151 124387 117087 110977 112515

Total Europa 466332 272358 267126 230891 216758 196911 191899 Lume 2728475 3818221 3833233 3789727 3505000 3447248 3408945 Europa as % de lume

17 % 7 % 7 % 6 % 6 % 6 % 6 %

Tabelul 1.4: Cifrele producţiei de cărbune exprimate în kt, 1980, 1996-2001 [111, DSK, 2002] Tabelul subliniază scăderea producţiei în majoritatea ţărilor europene, cele mai radicale exemple fiind Germania, Franţa şi Marea Britanie. În Germania, până la sfârşitul anului 2000, mai rămăseseră numai 12 mine în producţie (1990: 27 mine, 1980: 39 mine, 1973: 53 mine, 1957: 173 mine). În Marea Britanie, care este cel mai mare producător de cărbune din UE-15, existau în medie 41 cariere de suprafaţă şi 22 de mine subterane producând permanent în timpul anului 2002. 15 milioane de tone din producţia din Marea Britanie provine din exploatări de suprafaţă (sau cariere). Antracitul din Republica Cehă se găseşte în principal în Bazinul Silezian Superior. În ceea ce privesc resursele de cărbune din această regiune, aproximativ 15 % sunt în Republica Cehă, şi restul în Polonia. [83, Kribek, 2002] În multe cazuri costurile producţiei europene sunt de câteva ori mai mari decât media mondială. Unele mine, chiar dacă nu sunt competitive pe piaţa mondială, sunt are încă în producţie numai pentru că primesc subvenţii. Totuşi, în Marea Britanie, mineritul cărbunelui este principalul competitor cu cărbunele din toată lumea. În 2001, 15 milioane de tone de cărbune extras de la suprafaţă a fost produs şi achiziţionat de către industria energiei electrice în competiţie cu cărbunele importat. Nu s-au plătit subvenţii pentru a produce acest cărbune. 17 milioane de tone de cărbune din subteran a fost produs, din nou în mare fără subvenţii. A fost plătit un "Ajutor selectiv pentru funcţionare" de aproximativ 65 de milioane de lire sterline în 2001 unor mine specifice pentru a le da posibilitatea de a avea o fiabilitate pe termen lung şi de a concura pe termen lung cu cărbunele importat. Sterilul din mineritul cărbunelui este sterilul inferior, care este administrat în halde şi prin flotaţia nămolului, care este ori descărcat în bazine sau, după filtrare, în halde. Bazinele pot fi mici bazine de decantare, care trebuie să fie excavate periodic. În alte cazuri iazurile de decantare de cărbune pot acoperi zeci de hectare şi pot fi reţinute prin baraje miniere. Sterilul de cărbune poate conţine pirită şi reactivi de flotaţie. S-au făcut eforturi de a folosi sterilul de cărbune ca material de construcţii. Datorită permeabilităţii lor scăzute particulele fine uscate provenite din flotaţie pot să fie folosite şi ca căptuşeală gropi de deşeuri. Sedimentele miniere este produs prin mineritul în cariere de suprafaţă şi este folosit pentru a reface zona în timpul extracţiei (prin acoperirea progresivă a zonelor excavate) şi la terminare pentru a determina o formă satisfăcătoare a pământului. Sedimentele miniere este produs şi în minele subterane din săpăturile la galerii etc. şi apoi ori rămâne în subteran ori este depozitat în haldele de la suprafaţă.

Chapter 1

28 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.5 Minele europene şi producerea de deşeuri miniere Următoarele tabele prezintă producţia din ţările europene. Cifrele sunt exprimate ca procentaje din producţia totală europeană. Numerele folosite în aceste două tabele sunt aceleaşi cu cele folosite în Secţiunile 1.1 până la 1.4. Totuşi, aceste tabele permit o viziune mai facilă asupra tuturor sectoarelor. Acest tabel face mai uşoară şi comparaţia cifrelor producţiei diferitelor ţări.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 29

METALE FEROASE

METALE NEFEROASE METALE PREŢIOASE

Fier Alumina1 Cadmiu Crom Cupru Plumb Mangan Mercur Nichel Staniu Wolfram Zinc Aur Argint

(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Austria 3 - - - - - - - - - 63 - - - Belgia - - - - - - - - - - - - - - Finlanda - - 293 36 1 - - 193 7 - - 2 17 2 Franţa - 9 8 - - - - - - - - - 16 - Germania - 12 - - - - - - - - - - - - Grecia - 10 - - - 4 2 - 93 - - 2 - 4 Irlanda - 23 - - - 11 - - - - - 23 - 1 Italia - 15 16 - - 2 2 - - - - 1 9 3 Portugalia - - - - 11 - - - - 96 37 - - 1 Spania - 18 8 - 3 17 - 81 - - - 22 22 - Suedia 74 1 - - 8 33 - - - - - 20 23 19 Marea Britanie - - 18 - - - - - - 4 - - - - Total UE-15 (t)2 12816129 5970000 1900 248149 204749 236646 1972 291 14483 2264 3215 616868 16.27 525.46 Bulgaria 2 - 11 - 13 11 39 - - - - 2 6 1 Cipru - - - - 1 - - - - - - - - - Republica Cehă - - - - - - - - - - - - - - Estonia - - - - - - - - - - - - - - Ungaria - 4 - - - - 26 - - - - - - - Letonia - - - - - - - - - - - - - - Lituania - - - - - - - - - - - - - - Malta - - - - - - - - - - - - - - Polonia - - 8 - 56 18 - - - - - 20 2 62 România - 8 - - 2 2 31 - - - - 3 3 1 Slovacia 2 - - - - - - - - - - - 2 0 Slovenia - - - - - - - - - - - - - - Turcia 19 - 2 64 6 2 - - - - - 5 - 6 Total ţări în curs de aderare, ţări candidate la aderare, şi Turcia (t)

3945719 830000 500 433658 684066 114074 41372 - - - - 273995 2.16 1244.09

Total EUROPA (t) 16761848 6800000 2400 681807 888815 350720 43344 291 14483 2264 3215 890863 18.43 1769.54 Lume (t) 556777376 53000000 16495 5777378 12364823 3340792 9595182 1673 1071425 228767 28015 7533028 2432.46 17293.21 EUROPA ca % din lume 3.0 12.8 14.5 11.8 7.2 10.5 0.5 17.4 1.4 1.0 11.5 11.8 0.8 10.2

1) an 2001 2)Statele membre UE-15 ne listate nu produs nici unul dintre aceste minerale 3) Aceste cifre includ producţia metalurgică de Hg şi Cd obţinută din minereul importat. Cifrele pentru producţia minieră finlandeză sunt Cd: 2.5 %, Hg: 1 %.

Tabelul 1.5: Producţia minieră europeană exprimată în % din producţia totală europeană de metale feroase, neferoase şi preţioase în 1999 (cu excepţiile indicate)

MINERALE INDUSTRIALE CĂRBUNE Baritină Antracit Feldspat Fluorina Caolin Piatră de var Fosfat Potasiu Stronţianitul Talc Hard-Coal

Chapter 1

30 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Austria - - - - 1 - - - - 10 Belgia 2 - - - - - - - - - Finlanda - - 1 - - - 100 - - 35 Franţa 11 - 11 28 6 - - 7 - 28 Germania 18 - 5 8 13 - - 70 - 2 Grecia - - 1 - 1 - - - - - Irlanda - - - - - - - - - - Italia 4 - 36 13 6 - - - - 10 Portugalia - - 5 - 1 - - - - 2 Spania 3 - 7 38 1 100 - 13 83 8 Suedia - - 1 - - - - - - - Marea Britanie 11 - - 11 48 - - 10 - 2 see Total UE-151 322762 - 3927357 350176 3906168 2000000 734068 5066880 10590 1260000 Tabelul 1.4 Bulgaria 19 - - - 3 - - - - Cipru - - - - - - - - - Republica Cehă - - 4 - 9 - - - - Estonia - - - - - - - - - Ungaria - - 1 - - - - - - Candidate Letonia - - - - - - - - - Countries: Lituania - - - - - - - - - 4 Malta - - - - - - - - - Polonia 4 - 1 - 1 - - - - România 1 - 1 - 1 - - - - Slovacia 5 - - - - - - - - Slovenia - - - - - - - - - Turcia 22 100 28 1 9 - - - 17 Total ţări în curs de aderare, ţări candidate la aderare, şi Turcia (t)

344327 1242228 2004473 4812 1152811 - - - - 60000

Total EUROPA 666999 1242228 5931830 354988 4773774 2000000 734068 5066880 145000 1442000 Lume 6326531 4200000 8950309 4612569 25982207 n/a 67040137 24665640 300000 5620000 EUROPA ca % din lume 10.5 29.6 66.3 7.7 18.4 n/a 1.1 20.5 48.3 25.7

1) Statele membre UE-15 nelistate nu produc nici unul dintre aceste minerale

Tabelul 1.6: Producţia minieră europeană exprimată în procentaj faţă de producţia totală europeană de minerale industriale şi cărbune în 1999 (cu excepţiile indicate)

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 31

Conform anuarului Eurostat pentru anul 2003, în UE-15 au fost generate următoarele cantităţi de deşeuri.

Ţară şi an de referinţă

Agricultură şi pădure

(kt)

Minerit şi cariere

(kt)

Industria de prelucrare

(kt)

Industria energetică

(kt)

Construcţii (kt)

Austria 99 0 0 14284 0 25392 Belgium 99 0 619 13779 1287 0

Germany 93 0 67813 65119 25310 131645 Denmark 98 0 0 2783 1469 2962

Spain 99 0 22757 29239 0 22000 Greece 97 7781 3900 6682 9320 1800 France 95 377000 0 101000 0 13700

Finland 99 24000 28000 15910 1274 35000 Italy 97 242 350 22993 0 20587

Ireland 98 64578 3510 5113 450 2704 Netherlands 99 0 333 9779 1546 0

Portugal 99 0 4691 12804 487 63 Sweden 98 63818 19780 0 0

United Kingdom 99 84000 118000 50000 13000 71000

Tabelul 1.7: Generarea de deşeuri în Europa [139, Eurostat, 2003] Trebuie observat că orice statistici referitoare la deşeurile din minerit poartă întotdeauna un nivel de incertitudine, deoarece în unele ţări "reziduurile" din minerit sunt considerate deşeuri şi în altele nu. Totuşi, privind la tabelul de mai sus devine clar că deşeurile din minerit şi cariere reprezintă o cantitate semnificativă din deşeurile generate în UE-15, adică aproximativ 20 %. 1.6 Chestiuni cheie legate de mediu Caracterizarea materială corectă este baza pentru managementul de succes al sterilului şi sedimentelor miniere. Managementul sterilului şi sedimentelor miniere este o parte a întregii activităţi de minerit, care include în mod natural şi extragerea efectivă şi etapa procesării mineralelor. Nu numai că aceste părţi ale activităţii influenţează managementul sterilului şi sedimentele miniere, dar în realitate metodele de minerit şi prelucrare a mineralelor chiar determină managementul şi nu vice versa. Amenajările de management ale sterilului şi sedimentelor miniere trec prin diverse faze de la proiectare până la îngrijirea de după închidere. Este esenţial să se administreze aceste amenajări într-un mod care este cel mai potrivit în toate fazele acelui ciclu de viaţă. Altă problemă importantă de luat în seamă este adaptarea la schimbări efective. Un exemplu poate fi că după 10 ani de activitate, conţinutul de sulfuri din sedimentele miniere provenit din mină ar putea să crească la un asemenea nivel încât Drenajul Rocilor Acide (ARD) ar putea deveni o problemă. Pentru a evita ca aceasta să devină o problemă pe termen lung, care trebuie să fie considerată în timpul fazei operaţionale prin eventuala amestecare a acestui piatră reziduală cu alt piatră reziduală conţinând minerale de protecţie sau prin depozitarea separată a materialului cu potenţial ARD într-un mod adecvat. În exemplul dat, ar fi necesar să se plănuiască ca orice descoperiri din timpul desfăşurării activităţii să se transmită mai departe pe "drumul ciclului vieţii" şi apoi să se acţioneze în conformitate cu realizarea celor mai benefice efecte ecologice şi economice per total pe termen lung. În cadrul industriei miniere, conştientizarea efectelor asupra mediului s-a îmbunătăţit considerabil de-a lungul ultimelor decenii. Astfel activităţile din trecut cu mare impact asupra mediului nu pot fi văzute ca fiind reprezentative pentru administrarea modernă predominantă a sedimentelor miniere şi sterilului. O importantă îmbunătăţire a fost realizată şi în ceea ce priveşte cadrul legislativ, care face

Chapter 1

32 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

posibilă existenţa de reguli şi control. De fapt, ceea ce înseamnă acest lucru este că acum întregul ciclu de viaţă al minei este luat în considerare tot timpul şi închiderea minei este planificată şi tratată într-un mod acceptabil din punct de vedere al mediului, chiar înainte ca mina să fie deschisă. 1.6.1 Amplasarea amenajării Mineritul este un sector unic în aşa măsură pentru că în principal geologia determină locaţia minei. Acesta este o diferenţă majoră faţă de alte industrii. Un minereu poate fi extras numai acolo unde se află zăcământul. Bineînţeles că mai trebuie să se aleagă şi metoda de extragere, amplasarea exactă a puţurilor şi alte date privind infrastructura. Gradul de libertate în ceea ce priveşte alegerea locaţiei creşte cu cât se avansează mai mult în proces. Localizarea pentru extracţia în sine este predeterminată după cum s-a menţionat mai sus. În mod obişnuit, prelucrarea mineralelor este întreprinsă pe cât de aproape posibil de mina în sine, pentru că, datorită calităţii adesea scăzute a minereului, valoarea sa nu poate să acopere marile costuri de transport. Totuşi, acest lucru nu este valabil în toate cazurile şi în unele cazuri minereul este procesat la multe mii de kilometri departe de mină. De exemplu, prelucrarea bauxitei în aluminiu este consumatoare de multă energie şi costurile de transport ale minereului pot fi recuperate prin costuri mai mici ale energiei pentru procesarea în altă locaţie (adesea chiar dacă trebuie totuşi să se realizeze o prerafinare la faţa locului). Pentru managementul sterilului şi sedimentelor miniere, gradul de libertate în ceea ce priveşte locaţia este în general din nou în creştere, dar ca şi în cazul prelucrării mineralelor, este în general preferabil să se limiteze sau să se reducă costurile de transport. Totuşi, în multe cazuri sterilul este pompat sau încărcat în camioane şi trimis într-un loc potrivit pentru depozitare. În ceea ce priveşte selectarea unui amplasament pentru administrarea sterilului şi/sau sedimentelor miniere trebuie luaţi în considerare alţi factori, precum: • folosirea formelor de relief favorabile (de exemplu gropi sau pante existente) • nevoia de a respecta condiţiile hidrogeologice ale zonei înconjurătoare (pânza freatică şi apele de

suprafaţă) • adaptarea amenajării la zona înconjurătoare (de exemplu controlul prafului, al zgomotului şi al

mirosurilor dacă există aşezări omeneşti aproape) • meteorologie (de exemplu date privitoare la precipitaţii) • fond geotehnic şi geologic (de exemplu starea fundaţiei, date de risc seismic) • mediu natural şi cultural • relaţia între amenajarea de steril şi activitatea subterană • topografia construcţiei pe termen lung • proximitatea faţă de apele de suprafaţă • proximitatea faţă de coastă (faţă de apa de mare) • existenţa unei folosinţe a pământului • comunităţi locale • biodiversitate. Depozitarea subacvatică care se face adesea pentru steril cu un potenţial ARD, implică un alt set de probleme, precum siguranţa alimentări cu apă, un bazin natural sau construit, folosirea zonei după depozitare, etc. Proximitatea faţa de apa de suprafaţă este adesea o problemă complexă. Pe de o parte, dacă este necesară o deversare în apele de suprafaţă este preferabil ca râul să fie foarte aproape. Pe de altă parte, trebuie să existe asigurări că această apă ar putea fi un mediu ideal de transport al sterilului în cazul unor descărcări accidentale.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 33

În general, trebuie menţinut un echilibru între proximitatea amenajării de management al sterilului sau sedimentelor miniere faţă de locul de prelucrare al mineralelor pentru motive economice şi alţi factori precum cei prezentaţi mai sus. De fapt, cercetarea locului duce adesea la diverse "locaţii candidate". Decizia propriu-zisă se face apoi în procesul de autorizare, adesea sub forma unui compromis între operator, cei care dau autorizaţia şi opinia publică. 1.6.2 Caracterizare materială inclusiv predicţia comportamentului pe

termen lung Singurul mod de determinare al comportamentului pe termen lung al sterilului şi sedimentelor miniere este de a le caracteriza corect. Acest lucru poate suna trivial, dar adesea a fost neglijat în trecut. Prea mult s-a pus accentul pe produsul concentrat comercial, care generează şi nu pe reziduurile rezultate. Totuşi, operatorii nu ar trebui să uite efectul negativ economic al unui management incorect al sterilului şi sedimentelor miniere. Din punct de vedere al mediului, principala diferenţă între mineralul din zăcământul original şi acelaşi mineral, pe cât posibil mai puţin faţă de mineralul dorit, din steril şi piatră reziduală este predispoziţia crescută pentru procese fizice, chimice şi biologice care afectează mineralul. Aceasta înseamnă că prin tratarea minereului (în principal pulverizare) constituenţii sterilului şi sedimentelor miniere sunt mai accesibil. Următoarele două exemple pot explica mai mult acest fenomen: Minereul de sulfură, în locaţia sa naturală (adică subteran şi agregat în masa rocii), nu este expus unui mediu oxidant. Sterilul mărunţit fin al acestui minereu, o dată descărcat într-un bazin, este mult mai accesibil apei şi oxigenului. Suprafaţa accesibilă a sulfurilor se măreşte cu un factor egal cu raportul dintre magnitudine supra reducerea mărimii. Aceasta implică faptul că, dacă nu este administrat corect, rata alterării, şi astfel apariţia efectelor agenţilor atmosferici, pot să se mărească semnificativ. Alt exemplu este minereul de potasiu. Acest minereu constă din minereu de potasiu şi sare gemă brută. Zăcămintele sunt protejate faţă de apă prin straturi impermeabile (în mod obişnuit de argilă şi gips). Sterilul din acelaşi minereu, totuşi, constă în principal din sare gemă (>90 %) şi s-a stivuit în halde. Această sare este accesibilă precipitaţiilor şi este spălată într-o perioadă mare de timp. De asemenea, prelucrarea minerală a minereului poate schimba caracteristicile chimice ale mineralului prelucrat şi astfel ale sterilului. Per ansamblu, caracteristicile care trebuie cercetate, sunt, de exemplu: • compoziţia chimică, inclusiv schimbarea acestei compoziţii prin prelucrare minerală şi alterare

produsă de factori atmosferici • comportamentul la flotaţie • stabilitate fizică • comportament sub presiune • stabilitatea la eroziune • comportamentul la decantare • comportamentul în cazul şisturilor tari (de exemplu, formarea de crustă deasupra sterilului). Caracterizarea materială corectă este baza pentru orice planificare a managementului sterilului şi sedimentelor miniere. Numai dacă acest lucru de fond este făcut cum trebuie pot să fie aplicate majoritatea măsurilor potrivite de management. Chestiunile generale despre închidere, reabilitare şi îngrijire după închidere sunt discutate în Secţiunea 2.6. Măsurile aplicate se prezintă în Secţiunea 4.2.4.

Chapter 1

34 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Fiecare activitate de minerit va avea un efect ireversibil asupra scoarţei pământului. Pentru a determina acest efect, sunt realizate studii de bază pentru a oferi un punct de referinţă. Studiile de referinţă sunt descrise în mai multe detalii în Secţiunea 4.2.1.1. 1.6.3 Parametrii relevanţi cu privire la mediu Parametrii amenajărilor de management al sterilului şi sedimentelor miniere relevanţi cu privire la mediu pot fi subdivizaţi în două categorii: (1) operaţionali, şi (2) accidentali. Ambele categorii trebuie luate în considerare. În timpul activităţii trebuie luate în considerare emisiile tipice în aer, apă şi pământ, iar tehnicile de a reduce aceste emisii vor fi discutate în acest document. Totuşi, două foarte importante chestiuni de mediu care trebuie subliniate sunt: • generarea de uscare acidă a rocilor şi • întâmplarea unor explozii sau năruiri accidentale. 1.6.3.1 Emisii tipice şi managementul apei şi reactivilor • Emisiile în aer pot fi praful, mirosurile neplăcute şi zgomotul. De obicei ultimele două sunt mai

puţin îngrijorătoare cu excepţia cazului când sterilul sau sedimentele miniere sunt transportate cu camioanele şi există aşezări omeneşti în apropiere. Praful poate consta din materiale precum cuarţul sau orice alte componente ale rocilor şi mineralelor, inclusiv metale.

• Emisiile în apă pot include reactivi din prelucrarea mineralelor, precum

cianură xantogenaţi acizi sau baze care duc la scăderea sau creşterea pH-ului metale solide sau dizolvate sau componenţi metaliferi (de exemplu fier, zinc, aluminiu) săruri dizolvate, de exemplu NaCl, Ca(HCO3)2, etc, radioactivitate (în haldele de steril/piatră reziduală de cărbune) clorură (mine de cărbune) suspensii de particule solide.

• Emisiile în pământ pot să apară prin praful depus sau prin infiltraţii de lichide din amenajările de

management a sterilului şi/sau sedimentelor miniere în pământ. Formarea şi înlăturarea de halde de stocare temporare este o sursă foarte frecventă de contaminare a pământului. Acest lucru este valabil şi pentru construirea de zone industriale, cale ferată, baraje miniere, etc., folosind materiale care conţin piatră reziduală, adică materiale producătoare de ARD.

• Managementul per ansamblu al apei şi reactivilor, precum:

Consumul şi tratarea şi/sau reciclarea de reactivi (de exemplu reactivi de flotaţie, cianură, agenţi de floculare) şi apă

înainte de descărcare în amenajarea de steril sau în apa de suprafaţă administrarea precipitaţiilor şi al apei de suprafaţă (de exemplu strângerea în canale).

Ar trebui observat că emisiile în pământ sunt o problemă dependentă de loc, şi că există foarte puţine exemple existente de emisii care să caracterizeze în actualitate aceste emisii.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 35

1.6.3.2 Impactul emisiilor asupra mediului Scurgerile şi praful emise din amenajările management al sterilului şi sedimentelor miniere, controlate sau necontrolate, pot fi toxice în diverse grade pentru oameni, animale şi plante. Scurgerile pot fi acide sau alcaline, pot conţine metale dizolvate şi/sau solubile şi antrenează componente organice complexe din prelucrarea mineralelor, ca şi posibile substanţe organice care apar în mod natural precum humicul şi acizi carboxilici cu catenă lungă din activităţile miniere. Substanţele din emisii, împreună cu pH-ul lor, oxigenul dizolvat, temperatura şi duritatea, pot toate fi aspecte importante în toxicitatea mediului care le receptează. Anumiţi reactivi, precum cianurile, spumele şi xantogenaţii necesită un timp mare de fixare, oxidare (aer, bacterii, lumina solară) şi, pentru xantogenaţi, temperaturi de peste 30 ºC pentru a se descompune. De aceea proiectarea circuitului de prelucrare a mineralelor şi TMF-ul trebuie să ia în considerare efectele asupra mediului ale acestor substanţe şi potenţiala necesitate de a înălţa temporar mai mult prin barare nivelul apei sau tratarea pentru a asigura decompoziţia anumitor reactivi. [21, Ritcey, 1989] Impactul propriu-zis asupra mediului al emisiilor în cursurile apelor depinde întotdeauna de mulţi factori precum concentraţia, pH-ul, temperatura, duritatea apei etc. Totuşi, Ritcey [21, Ritcey, 1989] şi multe alte surse, oferă tabele cu date, precum: • nivelele maxim şi minim ale pH-ului pentru diversele forme de viaţă subacvatice • date privind toxicitatea amoniacului • date privind toxicitatea puternică pentru diverşi agenţi de flotaţie • toxicitatea chimicalelor specifice • date privind toxicitatea floculanţilor şi coagulanţilor. Aceste tabele pot oferi o viziune asupra potenţialului impact al anumitor reactivi, dar, după cum s-a

menţionat mai sus, nu s-au luat în considerare toi factorii. Următorul tabel prezintă efectele unor metale asupra oamenilor, animalelor şi plantelor.

Metal Efect Arsenic (As) Puternic otrăvitor şi posibil cancerigen la oameni. Otrăvirea cu arsenic

poate varia de la cronică la severă şi poate fi cumulativ şi letală Cadmiu (Cd) Cadmiul este concentrat în ţesuturi şi oamenii se pot otrăvi prin hrană

contaminată, în special peşte. Cd poate fi relaţionat cu hipertensiunea renală arterială şi poate cauza greaţă violentă. Cd se acumulează în ţesuturile ficatului şi rinichilor. Dăunează creşterii unor recolte şi este acumulat în ţesuturile plantelor

Crom (Cr) Cr+6 este toxic pentru oameni şi poate induce sensibilizări pielii. Toleranţa umană la Cr+3 nu a fost determinată

Plumb (Pb) O otravă cumulativă în corpul oamenilor şi animalelor. Oamenii pot suferi o toxicitate acută sau cronică. Copiii mici sunt cei mai sensibili

Mercur (Hg) Hg şi compuşii săi sunt foarte toxici, în special pentru sistemul nervos în creştere. Toxicitatea la oameni şi alte organisme depinde de forma chimică, de cantitatea, de modul de expunere şi de vulnerabilitatea persoanei expuse

Cupru (Cu) Micile cantităţi sunt considerate non-toxice şi necesare pentru metabolismul uman. Totuşi, în doze mari poate induce vomă sau afectează ficatul. Toxic pentru peşti şi viaţă acvatică la nivele scăzute

Fier (Fe) În principiu non-toxic dar cauzează probleme de gust în apă Mangan (Mn) Afectează gustul apei şi poate păta rufele. Toxic pentru animale în

concentraţii mari Zinc (Zn) Poate afecta gustul apei la nivele mari. Toxic pentru unele plante şi peşti

Tabelul 1.8: Efectele unor metale asupra oamenilor, animalelor şi plantelor [53, Vick, 1990]

Chapter 1

36 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.6.3.3 Drenajul rocilor acide Ultimele două decenii au adus conştientizarea larg răspândită a unei probleme a mediului care apare în minerit cunoscută ca "Drenajul rocilor acide" sau ARD. Chiar dacă este dificil de a fi prevăzut şi cuantificat, ARD este asociat cu corpuri de minereu de sulfuri exploatate pentru Pb, Zn, Cu, Au, şi alte minerale, inclusiv cărbune. În timp ce ARD poate fi generat din puţuri care conţin sulfuri, şi din lucrări subterane [13, Vick, ], în acest document se iau în considerare numai sterilul şi sedimentele miniere. Chestiunile esenţiale care sunt rădăcina acestor probleme ale mediului sunt: • sterilul şi/sau sedimentele miniere conţin adesea sulfuri de metale • sulfurile oxidează când sunt expuse la oxigen şi apă • oxidarea sulfurilor creează o scurgere acidă încărcată de metale • generarea de scurgeri de-a lungul unor lungi perioade de timp. Dacă nu este altfel menţionat, următoarele informaţii sunt din [20, Eriksson, 2002]. Conceptele de bază ale ARD Când sulfurile de minerale vin în contact cu apă şi oxigen încep să se oxideze. Acesta este un proces lent generator de căldură (proces controlat kinetic exotermic) care se observă prin: • concentraţie mare de oxigen • temperatură înaltă • pH scăzut • activitate bacteriană. Rata de reacţie per ansamblu pentru o cantitate specificată de sulfuri este de asemenea dependentă de alţi parametri precum, de exemplu, tipul de sulfură şi mărimea particulelor, care guvernează şi zona expusă la suprafaţă. Când sulfurile oxidează ele produc sulfat, ioni de hidrogen şi metale dizolvate. Sterilul şi sedimentele miniere constau în diferite minerale naturale care se găsesc în roca extrasă. În roca neextrasă, adesea situată mult sub nivelul pământului, mineralele reactive sunt protejate de oxidare. În medii fără oxigen, precum în ape freatice adânci, sulfurile de minerale sunt stabile termodinamic şi au o solubilitate chimică scăzută. Apele freatice în zone mineralizate, au, de aceea, adesea un conţinut scăzut de metale. Totuşi, când este excavată şi adusă la suprafaţă, expunerea la oxigenul atmosferic declanşează o serie de procese bio-geo-chimice care pot duce la producerea drenajului rocilor acide. Astfel, principala îngrijorare nu este conţinutul de sulfuri de metal în sine, ci efectele combinate ale conţinutului de sulfuri de metal şi expunerea la oxigenul atmosferic. Efectul expunerii creşte cu descreşterea mărimii granulelor şi, astfel, cu creşterea suprafeţei zonei. Astfel sulfurile din sterilul mărunţit fin sunt mai predispuse la oxidare [14, Höglund, 2001]. Sterilul şi sedimentele miniere sunt în mod normal compuse dintr-un număr de mineral, din care sulfurile constituie numai o parte, dacă sunt prezente vreun pic. De aceea, dacă oxidarea sulfurilor se întâmplă în reziduurile mineritului, acidul produs poate fi consumat prin reacţii de consumare de acizi în diverse grade, depinzând de mineralele consumatoare de acid disponibile. Dacă carbonaţii sunt prezenţi în reziduul minier, pH-ul este în mod normal menţinut ca neutru, metalul dizolvat se precipită şi astfel nu sunt transportaţi în mediul înconjurător într-o măsură importantă. Alte minerale consumatoare de acid includ alumino-silicaţii. Dizolvarea alumino-silicaţilor este controlată cinetic şi nu poate să menţină în mod normal un pH neutru în drenaj. Interacţiunea între oxidarea sulfurilor producătoare de acid şi dizolvarea consumatoare de acid a mineralelor de protecţie determină pH-ul din apa interstiţială şi drenajul, care la rândul lui influenţează mobilitatea metalelor. Dacă mineralele de protecţie uşor disponibile sunt consumate, pH-ul poate scădea şi atunci se va produce ARD. Eliberarea de ARD în apele de suprafaţă şi apele din pământ deteriorează calitatea apei şi pot cauza o serie de impacturi, precum diminuarea alcalinităţii, acidulării, bioacumulării de metale, acumulării de metal în sedimente, efecte asupra habitatelor, eliminarea unor specii sensibile şi ecosisteme instabile.

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 37

Procesele chimice de generare de acid şi consumare de acid sunt explicate în Secţiunea 2.7 Efectele condiţiilor atmosferice în domeniul câmpului ARD poate fi produs acolo unde sulfurile de minerale sunt expuse în atmosferă (oxigen şi apă) şi nu sunt prezente destule minerale de protecţie uşor disponibile. În minerit acest loc ar putea fi în, de exemplu, depozite de piatră reziduală, depozite de minereu marginal, halde de depozitare temporare pentru minereu, depozite de steril, puţuri, lucrări subterane sau în halde de halde cu scurgeri. În trecut materialul care conţinea sulfuri a fost folosit şi pentru scopuri de construcţii în zonele minelor, de exemplu în construirea de drumuri, baraje şi curţi industriale. Totuşi, indiferent de unde se produce ARD, procesul fundamental din spatele generării de ARD este acelaşi. Figura 1.21 prezintă schematic unele dintre cele mai importante procese geochimice şi fizice şi interacţiunea lor şi contribuţia la generarea de ARD şi posibila eliberare de metale grele din reziduurile din minerit. După cum se poate concluziona din Figură, eliberarea de ARD şi de metale va depinde în principal de rata de oxidare a sulfurilor, potenţialul reacţiilor de imobilizare/remobilizare de-a lungul curgerii şi cursului de apă. Totuşi, rata de oxidare a sulfurilor este dependentă de condiţii redox (Eh), pH, şi activitatea microbiană. pH-ul este, la rândul său, determinat prin rata de oxidare a sulfurilor reacţiile de protecţie (dizolvarea carbonatului şi alterarea silicatului). Mai mult, reacţiile de imobilizare potenţial reţinătoare de metal care pot apărea de-a lungul cursului curgerii sunt dependente de pH, condiţii redox şi rata oxidării sulfurilor.

Gas diffusion O2 mass transfer

Water flow ARD and/ormetal release

Metal immobilisationand remobilisation

Sulphide oxidation

Microbial activity

Silicate weathering Carbonate mineraldissolution

pH

Eh

Figura 1.21: Ilustrare schematică a unora dintre cele mai importante procese geochimice şi fizice şi interacţiunea lor şi contribuţia la posibila eliberare de metale grele din reziduurile din minerit [20, Eriksson, 2002] La nivelul câmpului nu numai că variaţiile temporare ale caracteristicilor materiale sunt importante pentru evoluţia calităţii apei de drenaj, dar şi variaţiile spaţiale vor fi un factor de luat în calcul. Caracteristicile drenajului rezultat depind de un număr de parametri adiţionali, precum rata de infiltrare, rata de evaporare, profilul oxigenului în depozit, înălţimea depozitului, şi clădirea depozitului. Eterogenităţi în caracteristicile materiale, precum mineralogie variabilă şi grad de tasare, sunt alţi parametri care pot afecta calitatea apei de drenaj. Datorită rămânerii mult timp în mod normal a apei infiltrate în depozit, influenţa diverselor reacţii de imobilizare (precipitare şi absorbţie) poate fi semnificativă. Interacţiunea între steril şi/sau piatră reziduală şi atmosferă este ilustrată schematic în următoarea figură.

Chapter 1

38 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

O2 O2

EvaporationPrecipitation

Infiltration Surface run-off

Oxidation

PrecipitationBuffering Groundwater

Figura 1.22: Ilustrare schematică a generării apei de drenaj ca o funcţie de interacţiunea între steril sau piatră reziduală în amenajare şi în atmosferă [20, Eriksson, 2002] 1.6.3.4 Ruperi sau prăbuşiri accidentale Ruperile sau prăbuşirile barajelor miniere de la exploatările din Aznalcollar şi Baia Mare au atras atenţia publică către managementul bazinelor şi barajelor miniere. Totuşi, nu trebuie uitat că prăbuşirea stivelor de steril şi piatră reziduală poate cauza o degradare severă a mediului. Dimensiunile ambelor tipuri de amenajări ale administrării sterilului pot fi enorme. Barajele pot fi înalte de zeci de metri, haldele chiar mai mult de 100 m şi câţiva kilometri în lungime conţinând posibil sute de milioane de metri cubi de steril sau piatră reziduală. Al cealaltă extremă sunt bazine de mărimea unei piscine sau halde mai mici decât o casă dintr-un orăşel. Următoarele două imagini prezintă cele două extreme. Figura 1.23 prezintă un bazin conţinând 330 Mm3 de steril şi Figura 1.24 prezintă un mic bazin de sedimentare.

Figura 1.23: Exemplu de iaz mare de steril (330 Mm3)

Chapter 1

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 39

Figura 1.24: Exemplu de iaz mic de decantare a sterilului Barajele de steril sunt construite pentru a reţine sterilul nămolos. În unele cazuri, materialul extras chiar din steril este folosit pentru construcţia lor. Barajele de steril au multe atribute în comun cu barajele care reţin apă. De fapt, în multe cazuri ele sunt construite ca baraje care reţin apă, în special unde există o necesitate pentru depozitarea de apă peste steril [9, ICOLD, 2001]. Haldele sunt folosite pentru a aduna steril mai mult sau mai puţin uscat sau piatră reziduală. Prăbuşirea oricărui tip de TMF se poate întâmpla pe termen scurt şi poate avea efecte pe termen lung. Consecinţe tipice pe termen scurt includ: • inundaţii • acoperire/sufocare • zdrobire şi distrugere • deconectarea infrastructurii • otrăvire. Efecte potenţiale pe termen lung includ: • acumularea de metal în plante şi animale • contaminarea solului • pierderea de vieţi în rândul animalelor. Reguli pentru proiectarea, construirea şi închiderea de TMF-uri sigure sunt disponibile în multe publicaţii. Dacă recomandările date în aceste ghiduri ar trebui urmate îndeaproape, riscul de prăbuşire a fi cu mult redus. Totuşi, continuă să se întâmple accidente majore în medie de mai mult de o dată pe an (la nivel mondial) [9, ICOLD, 2001] Cercetarea a 221 accidente ale barajelor miniere a identificat principale cauze pentru cazurile reportate de cedare a barajelor. Principalele cauze au fost descoperite ca fiind lipsa controlului echilibrului apei, lipsa controlului construcţiei şi o generală lipsă de înţelegere a atributelor care controlează siguranţa activităţii. S-a descoperit mai ales că în foarte puţine cazuri evenimentele neprevăzute, precum condiţii climatice neaşteptate sau cutremure, au cauzat deflagraţiile. [9, ICOLD, 2001].

Chapter 1

40 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.6.4 Reabilitarea zonei şi întreţinerea după închidere Când o exploatare ia sfârşit, locul trebuie să fie pregătit pentru folosirea lui ulterioară. De obicei, aceste planuri sunt parte a autorizării exploatării din etapa de planificare în colo şi ar trebui, de aceea, să fie supuse la actualizări regulate, în funcţie de schimbările din exploatare şi din negocierile cu cei care autorizează şi alte părţi implicate. În unele cazuri, scopul este de a lăsa cât mai puţine urme, pe când în alte cazuri, se poate ca obiectivul să fie o schimbare completă a peisajului. Conceptul de "proiectare a închiderii" implică faptul că se ia în considerare închiderea exploatării în studiul de fezabilitate a locului unei noi mine şi este apoi monitorizată şi actualizată continuu în timpul ciclului de viaţă al minei. În orice caz, impactul negativ asupra mediului trebuie să fie menţinut la minimum. Unele locuri pot fi trecute următorului utilizator după o transformare relativ simplă, de exemplu după refacere, acoperire şi replantare de vegetaţie. În alte cazuri, întreţinerea după închidere va trebui să se facă de-a lungul unor perioade lungi de timp, uneori chiar pentru totdeauna. Este imposibil să se restaureze un loc la starea sa iniţială. Totuşi, operatorul, autorităţile şi celelalte părţi implicate trebuie să se pună de acord asupra folosirii ulterioare. Va fi de obicei responsabilitatea operatorilor de a pregăti locul pentru acesta. Pentru a primi o autorizaţie de închidere, caracteristicile materialului îndiguit trebuie bine determinate (de exemplu cantităţile, calitatea/consistenţa, posibilul impact). După cum se indică în Secţiunea 1.6.3.3 evitarea viitoare a ARD este o preocupare principală pentru proiectarea închiderii pentru sterilul cu un potenţial net de ARD.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 41

2 PROCESE ŞI TEHNICI OBIŞNUITE Acest capitol are drept scop oferirea de informaţii de fond celor care nu sunt experţi în managementul sterilului şi sedimentelor miniere. Împreună cu un glosar corespunzător acest capitol ar trebui să-i permită cititorului să înţeleagă următoarele capitole. 2.1 Tehnici de minerit Extragerea unui minereu, (proces denumit minerit), prelucrarea ulterioară a mineralului şi managementul sterilului şi sedimentelor miniere sunt, în majoritatea cazurilor, considerate a fi o singură activitate. Chiar dacă acest document nu acoperă extragerea minereului, tehnicile ulterioare de prelucrare ale mineralelor şi managementul sterilului şi sedimentelor miniere sunt toate foarte dependente de tehnica de minerit. Astfel, este important să se înţeleagă majoritatea metodelor importante de minerit. Pentru mineritul solidelor, există patru concepte principale de minerit: (1) exploatare (prin excavaţie) de suprafaţă (2) mină subterană (3) carieră şi (4) mineritul în soluţie. Alegerea între aceste patru alternative depinde de mulţi factori, precum: • valoarea mineralului(lor) dorit • calitatea minereului • mărimea, forma şi adâncimea corpului de minereu • starea mediului din zona înconjurătoare • condiţiile geologice, hidrogeologice şi geomecanice ale masei rocii • condiţiile seismice ale zonei • localizarea locului corpului de minereu • solubilitatea corpului de minereu • impactul asupra mediului al exploatării • constrângeri legate de suprafaţă • disponibilitatea pământului. Adesea partea de deasupra a unei mase de minereu este exploatată într-o exploatare de suprafaţă, dar în timp şi cu creşterea adâncimii, înlăturarea stratului protector face ca această metodă de minerit să nu fie economică, aşa că părţile mai adânci sunt uneori extrase subteran (vezi figura de mai jos). O alternativă la continuarea mineritului subteran, este adesea oprirea cu totul a producţiei, pentru că fabrica de prelucrare ar putea fi proiectată numai pentru tonaje mari, ceea ce este dificil de realizat în subteran. Costurile mineritului sunt mult mai mari subteran, ceea ce reprezintă alt motiv pentru excluderea acestei posibilităţi. Poate de asemenea să fie respinsă dacă corpul minereului nu este destul de continuu pentru a permite mineritul subteran. Stabilitatea pământului poate şi ea să limiteze mineritul subteran.

Chapter 1

42 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.1: Trecerea de la exploatare de suprafaţă la minerit subteran [93, Atlas Copco, 2002] Dacă exploatarea de suprafaţă este metoda aleasă de minerit, va rezulta, în majoritatea cazurilor, în cantităţi mai mari de piatră reziduală. Acest lucru este indicat în următoarele două figuri. Sedimentele miniere poate fi depozitat aproape de excavare, îngropat în excavaţia curentă sau în excavaţii din apropiere sau concasat şi vândut dacă există o piaţă pentru acest material.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 43

Surface

Ore

body

Overburden

Ore

Waste rock

Gangue

Mineral

Topsoil

Figura 2.2: Desen schematic al unei exploatări de suprafaţă

Drift

Surface

Ore

body

Overburden

Ore

Waste rock

Gangue

Mineral

Topsoil

shaft

Figura 2.3: Desen schematic al unei mine subterane În exemplul prezentat în figurile de mai sus cantităţile de humus, strat protector şi piatră reziduală care trebuie să fie mutate folosind tehnica exploatărilor de suprafaţă sunt mai mari decât cele din mineritul

Chapter 1

44 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

subteran. În ultimul caz, sunt construite un puţ de mină şi galerii din care minereul poate fi extras mai selectiv, adică pot fi omise în principal zonele de piatră reziduală şi/sau de minereu de calitate scăzută. Sedimentele miniere care trebuie extras ori este mutat în interiorul minei ori este ridicat la suprafaţă. Ar trebui observat că desenele de mai sus prezintă reprezentări schematice numai ale unui caz. După cum va fi descris în următoarea secţiune există multe tipuri diferite de corpuri de minereu. De asemenea calitatea poate varia semnificativ, de exemplu, în majoritatea cazurilor, zăcămintele viabile de minerale industriale au o un proporţie de minereu între 50 şi 99 %. Aceasta este una dintre principalele diferenţe faţă de minereurile metalice, unde proporţiile sunt mult mai mici. Pentru mineritul subteran, este posibilă şi astuparea zonelor exploatate. Acest lucru poate fi dificil de realizat în exploatări de suprafaţă care progresează vertical în timp ce sunt încă în curs de exploatare, cu excepţia cazului în care materialul folosit la astupare poate fi mutat la altă excavaţie. Totuşi exploatările de suprafaţă care progresează orizontal sunt în mod obişnuit recondiţionate progresiv. 2.1.1 Tipuri de corpuri de minereu Tipul de corp de minereu are o mare influenţă asupra alegerii metodei de minerit. Se cunosc următoarele tipuri de corpuri de minereu, clasificarea făcându-se după forma trunchiului minereului sau după distribuţia minereului: • trunchi de minereu de tip filon • trunchi de minereu de tip nervură • trunchi de minereu de tip masiv (de exemplu sulfuri masive cu variaţii mari ale calităţii din

trunchiul minereului; trunchiuri de minereu de piatră de var cu o proporţie de mineral foarte consistentă)

• trunchi de minereu de tip răspândit (de exemplu porfiri de cupru). Adesea tipul răspândit are o "calotă" de sulfuri alterate de agenţii atmosferici (deci oxizi) deasupra unui minereu cu trunchi de tip răspândit. Minereul din această calotă se numeşte ‘pălărie de fier’. 2.1.2 Metode de minerit subteran Există diverse feluri de exploatare a unui trunchi de minereu folosind metode de minerit subteran. Cele mai des folosite metode de minerit subteran sunt:

Metodă de minerit Aplicabilitate Exploatare cu front lung Trunchiuri de minereu plate, subţiri, de tip filon, în rocă moale Exploatare prin camere şi prin stâlpi

Trunchiuri de minereu de tip masiv înclinate şi zăcăminte plate de tip filon

Abataj prin subetaje Trunchiuri de minereu abrupte, mari (de tip masiv sau răspândit) Minerit prin decupare şi umplere

Trunchiuri de minereu abrupte, solide, selectivitate, mecanizare (tipurile filon, nervură, masiv, răspândit)

Exploatare cu surpare în blocuri şi subetaje

Trunchiuri de minereu abrupte, mari sau masive, efort de dezvoltare extensivă (în principal tipurile masiv, răspândit)

Tabelul 2.1: Cele mai importante metode de minerit subteran şi zonele lor de aplicabilitate [47, Hustrulid, 1982] Secţiunea 3.1.4.1. oferă un exemplu al unei exploatări subterane mecanizate într-un grad înalt care foloseşte pe scară largă metoda de lucru prin subetaje, prin surpare. Aceste metode au fost descrise pe larg în documentaţie (de exemplu Ghidul AIME/SME al mineritului subteran, http://sg01.atlascopco.com). Principalul obiectiv al selectării unei metode de a exploata un anumit trunchi de minereu este de a proiecta un sistem de extragere a minereului care este cel mai

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 45

potrivit în condiţiile existente. Aceasta înseamnă ţintirea către cele mai mici costuri operaţionale. Această decizie se bazează pe factori atât tehnici cât şi netehnici (de exemplu productivitate mare, extracţia completă a minereului, condiţii sigure de lucru). În cazul mineritului prin "camere şi stâlpi", o parte din minereu rămâne neexploatat şi serveşte drept suport (stâlpii) pentru puţurile minei. În unele cazuri, este folosită punerea înapoi a pământului pentru a permite exploatarea ulterioară a acestor stâlpi. O reducere a sterilului poate fi realizată prin folosirea metodei celei mai selective de minerit, adică prin asigurarea că în fabrica de prelucrare a mineralului intră numai minereu nediluat, astfel cantitatea de piatră reziduală care trebuie manipulată, este minimizată. Intrarea de minereu diluat în fabrica de procesare a mineralului implică scăderea recuperării şi, de aceea, implică cantităţi mai mari care se pierd în steril. 2.2 Mineralogie În principiu este posibilă diferenţierea între minerale oxizi, sulfuri, silicaţi şi carbonaţi, care, prin efectul agenţilor atmosferici şi alte alterări, pot să sufere schimbări fundamentale (de exemplu agenţii atmosferici produce transformarea sulfurilor în oxizi). Parageneza şi concreşterea mineralelor sunt baze importante pentru prelucrarea ulterioară a mineralelor şi, astfel, managementul sterilului şi sedimentelor miniere. De aceea, este de mare importanţă o cunoaştere primară a compoziţiei mineralogice. Mineralogia este stabilită de natură şi determină, în multe feluri, recuperarea ulterioară a mineralelor dorite şi managementul sterilului şi sedimentelor miniere. Mineralogia se schimbă adesea într-un trunchi de minereu şi astfel în timpul vieţii unei mine. Uneori aceste schimbări sunt bine cunoscute şi se pot planifica, alteori apar pe neaşteptate. Unele exemple sunt prezentate mai jos: • oxizii deasupra şi sulfurile în părţi mai adânci ale trunchiului de minereu, care necesită prelucrări

complet diferite ale mineralelor şi metode de management a sterilului complet diferite • schimbarea tipului minereului dintr-un minereu de cupru într-unul de zinc • schimbarea tipului minereului dintr-un magnetit într-un minereu hematit de fier (Malmberget). Mineralogia are o mare influenţă asupra tehnicii de minerit aleasă şi asupra determinării succesiunii operaţiilor de minerit. De exemplu, pentru mineritul aurului este exploatată pălăria de fier (aflorimentul intens degradat prin oxidare) deoarece este mai uşor accesibilă şi îmbogăţită natural şi este mai uşor de recuperat. Sulfurile aflate mai adânc trebuie să fie oxidate înainte de a fi recuperate, ceea ce face procesul mai puţin profitabil. Şi pentru cupru, este mai uşor de recuperat secţiunea oxidată, care poate fi uşor extrasă prin dizolvare folosind acidul sulfuric, decât sulfurile, care trebuie să fie recuperate folosind flotaţia. Conţinutul de sulfuri, care este determinat prin mineralogie, influenţează managementul sterilului şi sedimentelor miniere, datorită potenţialului său de generare de acid (vezi Secţiunea 2.7).

A avea o bună cunoaştere a mineralogiei este un important precursor pentru: • un management sănătos al mediului (de exemplu managementul separat al sterilului sau

sedimentelor miniere generator de acid şi negenerator de acid) • o nevoie redusă de tratamente la final de proces (precum tratarea cu oxid de calciu a infiltraţiilor

acidifiate de apă dintr-un TMF) • mai multe posibilităţi pentru utilizarea sterilului şi/sau sedimentelor miniere ca agregate.

Chapter 1

46 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.3 Tehnici de prelucrare a mineralelor Scopul prelucrării mineralelor este de a transforma minereul brut din mină într-un produs comercial. 2.3.1 Echipamentul Următoarele informaţii sunt luate toate din [105, Wotruba, 2002]. 2.3.1.1 Pulverizarea Pulverizarea este un element esenţial al prelucrării mineralelor. Necesită multe cheltuieli în ceea ce priveşte consumul de energie şi mentenanţa. La pulverizare, mărimea particulelor de minereu este redusă gradual. Acest lucru este necesar din mai multe motive, de exemplu: • pentru a elibera unul sau mai multe minerale valoroase din roca filoniană a unui minereu mamă • pentru a atinge mărimea dorită pentru prelucrarea sau manevrarea ulterioară • pentru a expune o mare arie de suprafaţă area per unitate de masă de material, astfel ajutând

anumite reacţii chimice (de exemplu extracţia prin dizolvare) • pentru a satisface cerinţele pieţei referitoare la specificaţiile privind mărimea particulelor. Pulverizarea este compusă dintr-o secvenţă de procese de sfărâmare şi măcinare. După măcinare, minereul, adesea în formă de pastă, ‘conţine’ particule de minereu acum eliberate şi materialul steril care trebuie separat în paşii ulteriori ai prelucrării. Caracteristicile minereului, în combinaţie cu echipamentul folosit pentru sfărâmare şi măcinare, determină proprietăţile fizice ale sterilului, precum forma particulelor şi distribuţia pe mărime a particulelor. 2.3.1.1.1 Sfărâmarea Sfărâmarea este prima etapă în procesul de pulverizare. Aceasta este de obicei o operaţiune uscată, care implică spargerea minereului prin compresarea sa pe suprafeţe rigide sau prin ciocnirea sa de suprafeţe dure într-o mişcare controlată. Acest pas din proces pregăteşte minereul pentru reducerea mai departe a mărimii (măcinare) sau pentru intrarea directă în etapele de clasificare şi/sau concentrare. În această etapă de prelucrare nu este de obicei generat steril. Tipuri obişnuite de concasoare sunt: • concasoare cu fălci • concasoare rotative • concasoare conice • concasoare cu valturi • concasoare cu impact.

2.3.1.1.2 Măcinarea Măcinarea este faza finală în procesul de pulverizare şi necesită cea mai mare parte a energiei dintre toate etapele de prelucrare minerală. De aceea, tendinţa este de a arunca mai întâi în aer (în mină) sau de a sfărâma minereul pe cât de fin posibil pentru a reduce cantitatea de materiale mari trimise la măcinare, astfel reducând consumul total de energie în măcinare şi, astfel, pulverizare. Dacă este posibil, măcinarea este un proces "umed" pentru că acesta necesită mai puţină energie, permiţând

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 47

economii de energie de până la 30 % în comparaţie cu măcinarea uscată. În măcinare, particulele sunt de obicei reduse printr-o combinaţie de impact şi abraziune a minereului prin mişcarea liberă a corpurilor de măcinare din moară precum bare de oţel, bile sau pietricele. Mori cu tambur Morile cu tambur constau dintr-un vas de oţel cilindric rotativ pe axă orizontală, cu deschideri la ambele capete pentru intrarea şi ieşirea materialului. Vasul conţine corpuri care se rostogolesc, fiind libere să se mişte când moara se roteşte pe axa sa orizontală (vasul rotindu-se pe axe de rotaţie tubulare fixate pe pereţii frontali). Corpurile tambur includ bile, bare sau alte forme, sunt făcute din oţel, fontă, rocă dură, materiale ceramice sau pot consta chiar din materialul însuşi care este micşorat (pietricele). Cele mai des folosite mori cu tamburi (mori rotative) sunt: • mori cu bare, pentru mărimi ale produsului: <1 mm • mori cu bile, pentru mărimi ale produsului: <100 µm • mori autogene (AG), semi-autogene (SAG); mărimea produsului: în combinaţie cu mori cu bile

tipic <1500 µm; dacă sunt mori numai AG sau SAG: <100 µm posibil. Figura 2.4 şi Figura 2.5 prezintă o moară cu bile şi respectiv un circuit de măcinare, care consistă din mori AG şi mori cu bile folosite pentru măcinarea primară şi secundară.

Figura 2.4: Moară cu bile

Figura 2.5: Circuit de măcinare cu mori AG (măcinare primară, în partea dreaptă) şi mori cu bile (măcinare secundară, în partea stângă)

Chapter 1

48 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

În morile cu bare şi cu bile, mediul de măcinare sunt barele şi bilele făcute din oţel şi uneori ceramică. Uneori, piesele conice de oţel, numite cilpep, sunt folosite ca mediu de măcinare în mori de mărimea morilor cu bile. După cum spune şi numele, în minele AG minereul se macină pe sine însuşi. Pentru acest scop, sunt necesare în moară "pietricelele" mai mari, adică piesele de primă mărime ale minereului. În morile SAG, aceste pietricele sunt ajutate printr-o mică încărcătură de bile de oţel, în comparaţie cu morile cu bare şi bile. Morile cu tamburi sunt esenţiale pentru măcinarea fină a cantităţilor mari (de exemplu pentru flotaţie cu intrare cu spumare sau flotaţie cu intrare prin agitare). Gradul de măcinare este dictat de caracteristicile minereului şi de metoda(ele) aleasă de extragere de minerale valoroase, de exemplu flotaţia necesită o alimentare fină. Totuşi, măcinarea în exces va genera "noroi" care poate reduce eficienţa flotaţiei şi ca efect secundar ar putea conduce la producerea de steril care durează mai mult pentru a fi deshidratată şi a deveni stabilă într-un bazin. În afară de morile cu tamburi, alte tipuri importante de echipamente de măcinare sunt morile cu agitaţie şi morile cu vibraţie. Morile cu agitaţie Morile cu agitaţie sunt folosite pentru măcinarea umedă foarte fină. Morile cu agitaţie (sau morile cu turn) sunt cilindri verticali de oţel umpluţi cu 80 - 90 % mediu de măcinare care sunt agitate printr-o axă internă zburătoare. Puterea de trecere este de maxim 100 t/h, mărimea intrării <1 mm, şi mărimea produsului va fi între 1 - 100 µm. Mori cu vibraţii Morile cu vibraţii sunt folosite pentru măcinare foarte fină (uscată sau umedă). Morile cu vibraţii continue sunt cilindrii orizontali de oţel umpluţi cu 60 – 70 % mediu de măcinare, agitat printr-o acţionare excentrică. Puterea de trecere este un maxim de 15 t/h, pentru mărimi ale produsului <10 µm. 2.3.1.2 Sortarea Sortarea poate fi definită ca o operaţiune mecanică de separare a particulelor în funcţie de mărimile lor şi acceptarea sau respingerea lor prin deschiderea unui filtru de sortare. Particulele care sunt mai mari decât deschizăturile filtrelor sunt reţinute şi constituie supradimensionarea. În schimb, cele care sunt mai mici trec de suprafaţa de sortare, formând subdimensionarea. Există multe tipuri diferite de filtre industriale, care pot fi împărţite în filtre staţionare şi mobile. Cele mai importante motive pentru sortarea în prelucrarea mineralelor sunt: • pentru a evita ca materialul subdimensionat să intre în concasoare • pentru a evita ca materialul supradimensionat să treacă în etape ulterioare în procesul de măcinare

sau în circuitul închis de sfărâmare fină • pentru a produce material cu mărimea particulelor controlată, de exemplu după exploatare în

carieră. 2.3.1.3 Strecurarea Clasarea poate fi descrisă ca separarea particulelor solide în două sau mai multe produse în funcţie de vitezele lor când cad printr-un mediu. Viteza particulelor depinde de mărimea lor, de densitate şi formă. În prelucrarea mineralelor, clasarea este realizată în principal umed, folosind apa ca mediu fluid. Clasarea uscată, folosind aer ca mediu, este folosit în diverse aplicaţii (ciment, piatră de var, cărbune). Clasarea este realizată în mod normal cu minerale considerate pre fine pentru a fi separate efectiv prin sortare.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 49

2.3.1.3.1 Pâlnii de decantare şi site hidraulice Folosire: Pâlniile (sau pâlnii de decantare) sunt în principal folosite pentru desubţiere. Sitele hidraulice (clasorii) sunt folosiţi în industria mineralelor ori pentru a primi produsele finale (industria nisipului) sau de a pregăti intrarea în diverse game de mărimi de particule pentru procese ulterioare de concentrare gravitaţională. Principii şi construcţie: Pâlniile de decantare sunt vase conice, în care miezul este introdus vertical de sus. Particulele brute se decantează şi părăsesc vasul printr-un robinet de subumplere, iar particulele fine părăsesc vasul cu majoritatea apei peste marginea de sus (supraplin). Clasorii (sitele) hidraulici folosesc surplus de apă, care este injectată în vasul de separare. Direcţia curgerii apei este opusă direcţiei de decantare a particulelor. În general, clasorii hidraulici sunt compuşi dintr-o secvenţă de coloane, în care creşte curentul de apă, iar în fiecare coloană particulele mai grele se aşează primele. Un clasor hidraulic tipic este ‘Clasorul Fahrenwald’, des folosit în industria sticlăriei şi industria nisipului de turnătorie. Noile clasoare hidraulice sunt ‘allflux’ sau modele similare, care combină clasarea hidraulică cu mediu autogen dens combinând astfel clasarea cu separarea mediului dens (în principal folosit pentru a scoate cărbunele din nisipuri).

Figura 2.6: Clasor hidraulic 2.3.1.3.2 Hidrocicloni (Instalaţii de desprăfuire hidro) Folosire: Aplicată pe scară largă în prelucrarea mineralelor pentru clasarea particulelor fine (în principal <100µm), adesea într-un circuit închis cu mori cu bile pentru flotaţie sau pregătirea intrării pentru flotaţie şi pentru produse finale speciale fine (caolin). Aceştia sunt în mod deosebit eficiente pentru separarea particulelor fine, precum de-subţierea, îngroşarea şi scoaterea pietrişului. Principii şi construcţie: Un hidrociclon este un vas compus dintr-o secţiune cilindrică cu intrare de alimentare tangenţială, unită cu o parte mai joasă conică. Alimentarea este accelerată şi se roteşte la viteze mari în interiorul vasului, transportând particulele inferioare prin forţe centrifuge către peretele interior, de unde se mută de-a lungul părţii conice şi părăseşte vasul prin robinetul de subumplere. Particulele fine care se aşează mai lent stau în centrul fluidului, care formează un curent interior în amonte şi părăseşte vasul prin deschizătura centrală de sus de descărcare. Pentru a evita scurtăturile,

Chapter 1

50 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

debitul din amonte este colectat printr-o porţiune de ţeavă, conectată la scurgerea de supraplin (detectorul vortex).

Figura 2.7: Hidrociclon Mărimea de separare şi puterea de trecere depind de dimetrul hidrociclonului. Pentru o putere de trecere mai mare hidrociclonurile sunt folosite în paralel. 2.3.1.3.3 Clasori mecanici Folosiri: Fostele operaţiuni de măcinare în circuit închis, deshidratare şi de-subţiere, erau folosite frecvent în circuite de măcinare, dar ele sunt acum gradual înlocuite de hidrociclonuri. În ziua de astăzi, sunt cel mai mult folosite în ramura industrială a nisipului şi pietrişului şi în fabrici mai mici de prelucrare a minereului. Principii şi construire: Clasorii mecanici constau dintr-un bazin de decantare cu laturi paralele şi o bază înclinată, care este echipat cu un a dispozitiv care menţine constantă agitaţia concentratului şi îndepărtarea solidelor aşezate. Pulpa de concentrat este introdusă în clasor, formând un bazin de decantare în care particulele cu viteză mare de cădere cad rapid pe fundul bazinului. Greble mecanice sau elice elicoidale aduc materialul depozitat de fundul echipamentului, în sus. În acelaşi timp, materialul cu viteză mai mică de depunere este preluat printr-un supraplin de lichid. Există mai multe tipuri de clasori mecanici disponibili, în principal "clasori în spirală' şi "clasori greblă". Date tehnice generale ale clasorilor în spirală: • lungimea bazinului: 3 – 12 m • lăţimea bazinului: 0.3 – 6.5 m • viteza circumferenţială a spiralului: 10 – 40 m/min • înclinaţia bazinului: 14 - 18° • rata de curgere: 10 - 90 m3/h.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 51

Figura 2.8: Clasori (sita) greblă şi în spirală 2.3.1.4 Concentrarea gravitaţională Concentrarea gravitaţională este o metodă de separare a mineralelor de diferite densităţi prin forţa de gravitaţie sau prin alte forţe, precum forţa centrifugă sau rezistenţa la mişcare oferită printr-un fluid vâscos, precum apa sau aerul. Mişcarea unei particule într-un fluid este dependentă nu numai de gravitatea sa specifică, ci şi de mărimea şi forma sa. Concentrarea gravitaţională avansată s-a dovedit a fi o alternativă la flotaţie şi extracţie prin dizolvare, pentru că, printre alte motive, nu sunt necesari reactivi. 2.3.1.4.1 Separarea într-un mediu dens Vase gravitaţionale Folosiri în: ramura industrială a cărbunelui, şi in prelucrarea minereului de fier şi cromit. Principii şi construire: Vasele gravitaţionale includ containere în care sunt introduse atât materialul de alimentare cât şi mediul dens. Materiile plutitoare sunt separate prin padele sau doar prin supraplin, pe când ceea ce este pe fund poate fi înlăturat în diferite feluri în funcţie de proiectarea separatorului. Majoritatea părţilor complicate ale proiectării separatorului o reprezintă descărcarea materiilor de pe fund, având în vedere că scopul este a înlătura particulele de pe fund fără a drena mediul dens prin producerea de curenţi disturbatori descendenţi în vas. Există numeroase tipuri de vase gravitaţionale disponibile, precum "Separatorul pâlnie Wemco", "separatori cu tambur", sau "Baia Drewboy". Date tehnice generale: Baia Drewboy: • mărimea particulelor de alimentare: până la 1000 mm • rata de curgere: 25 – 150 t/h per m de lăţime a roţii.

Chapter 1

52 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.9: Baie Drewboy Separatori centrifugali Folosiri: Tratarea cărbunelui, cromitului, baritinei, fluorinei, etc. şi pentru concentrarea de particule în gama de mărimi intermediare, în special cele prea mici pentru separatori convenţionali pe tip de gravitaţie, dar prea mare pentru flotaţie cu spumare. Principii şi construire: În separatorii centrifugali, acceleraţia centrifugală ajută acceleraţia

gravitaţională în separarea mineralelor cu densităţi scăzute din cele cu densităţi mari. Cele două cele mai importante tipuri de separatori de tip mediu dens centrifugal sunt ‘instalaţia de desprăfuire DSM’ numită de obicei ‘ciclon de mediu dens’ şi ‘Dyna-Whirlpool (DWP)’ şi tipuri similare (de exemplu ‘Tri-Flow’, care este în principiu un separator de trei produse constând în două vârtejuri aliniate Dyna). O mărime apropiată de Dyna-Whirlpool în design dar mai mare în capacitate şi mărime de alimentare este separatorul ‘Larcodems’.

Date tehnice generale: Instalaţia de desprăfuire DSM (centrifuga de mediu dens): • mărimea materiei de alimentare: minereuri de metal în intervalul de mărimi 0.5 - 10 mm, şi

cărbune în intervalul de mărimi 40 - 0.5 mm • diametru: 250 - 1500 mm • densitate maximă: 3 t/m3 • capacitate: până la 30 t/h. Dyna Whirlpool (DWP): • mărimea materiei de alimentare: minereuri de cărbune, diamant, staniu şi plumb-zinc în intervalul

de mărimi 0.5 - 30 mm, baritină, feldspat • înclinarea cilindrului: 30° • capacitate: 30 - 100 t/h • diametru: 250 - 400 mm. 2.3.1.4.2 Cernere Folosiri: Cernerea este folosită astăzi în procesul de pre-concentrare sau sortare a materialului inferior (în principal cărbune). Multe fabrici mari de cernere acţionează în ramura industrială a aurului, baritinei, cărbunelui, casiteritului, wolframului, minereului de fier, nisipului şi pietrişului. Principii şi construire: În cernere particulele de minereu sunt ţinute pe o sită sau placă perforată într-un strat de multe ori mai înalt decât grosimea majorităţii particulelor. Acest strat sau ‘pat’ este expus la o scurgere alternativă crescătoare şi descrescătoare (pulsatoare) de fluid într-o tentativă de a produce stratificare, cauzând ca toate particule de densitate mare să se mute pe fund în timp ce particulele cu

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 53

gravitate specifică scăzută se adună deasupra patului. Fluidul este în mod obişnuit apa. Există numeroase tipuri de jigs precum ‘Denver mineral jig’, ‘circular jig’, ‘Baum jig’şi ‘Batac jig’. Date tehnice generale (exemple): Denver Mineral Jig (cel mai folosit pentru minerale grele, în circuite de măcinare): • frecvenţă mare: 280 - 350/min • granule fine: 100 µm – 5 mm • aplicare: minerale grele şi sulfuri • suprafaţa maximă de aşezare: 2 x (60 x 90 cm) • puterea de trecere: 30 t/h. Batac jig (cel mai folosit pentru cărbune): • lăţime: până la 7 m • lungime: până la 6 m • putere de trecere: până la 1000 t/h.

Figura 2.10: Denver mineral jig

Chapter 1

54 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.3.1.4.3 Planşete vibrante Folosire: Tratarea cărbunelui, aurului, mineralelor grele, tantalului, staniului, baritinei, al nisipurilor pentru sticlă, cromitului, etc. Principii şi construire: Planşeta vibrantă poate fi descrisă ca o punte platformă cu o uşoară înclinaţie, curenţi rapizi şi o formă dreptunghiulară sau romboidă. Planşeta vibrantă este în mod obişnuit construită din lemn sau fibră de sticlă. Apa şi solidele sunt alimentate prin partea de sus. Planşeta vibrează longitudinal ca rezultat al loviturilor lente în faţă şi al întoarcerilor rapide. Mineralul se mută încet de-a lungul planşetei, sub acţiunea a două forţe. Prima forţă este cauzată prin mişcarea punţii şi a doua printr-o peliculă de apă curgătoare. Rezultatul este că mineralele se separă pe punte, granulele mai uşoare, şi mai mari fiind duse la spălătorul de steril pe când cele mai dense şi mai mici sunt duse în direcţia jgheabului pentru curăţarea concentratelor la capătul îndepărtat al punţii. Concentratul poate fi împărţit în diverse produse, de exemplu o parte mediocră şi un concentrat de mare calitate, prin plăci de scindare ajustabile situate la marginea concentratului. Planşeta vibrantă are diverse modele şi variabile de operare care regulează procesul.

Figura 2.11: Planşetă vibrantă 2.3.1.4.4 Spirale Folosiri: Diverse aplicaţii, în principal folosite în prelucrarea sorturilor de metale grele, aur, staniu, tantal, nisipuri de sticlă şi cărbune fin.

Principii şi construire: Spiralele constau dintr-un canal elicoidal cu o secţiune transversală modificată semicirculară. Nămolul este introdus în capătul de sus al spiralei şi în timpul cursei sale elicoidale, granulele sunt stratificate ca o consecinţă a diferitelor mecanisme precum ratele diferenţiate de depunere a particulelor, forţele centrifugale şi interstiţiale care se preling prin stratul de curgere al particulelor. Intercalaţiile de produs sunt înlăturate prin splittere ajustabile de-a lungul curbei elicoidale şi/sau la capătul inferior de descărcare a spiralei. În

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 55

ziua de azi, sun aplicate diverse tipuri de spirale pentru concentrarea gravitaţională, toate dezvoltate din spiralul original ‘Spiralul lui Humphrey’.

Date tehnice generale: • mărimea procesabilă a particulelor: cărbune: 0.1 – 4 mm, minereuri de metal: 0.02 – 1 mm • putere de trecere: 1-3 t/h per spiral.

Figura 2.12: Banc spiral 2.3.1.4.5 Pâlnii În afară de pâlniile (conurile) de decantare menţionate în Secţiunea 2.3.1.3.1, care clasează materialul de alimentare în funcţie de mărimea granulelor, pâlniile sunt folosite pentru separare în funcţie de gravitaţia lor specifică. Folosinţe: În aplicaţii cu concentrări gravitaţionale de mare capacitate pentru materialul fin (<1 mm), precum în tratarea nisipurilor de pe plajă; pre-concentrarea de staniu, fier şi aur, recuperarea wolframitului şi cromitului, şi în concentrarea de magnezit. Principii şi construire: Diverse etape de upgradare pot fi desfăşurate într-o singură unitate de echipament, cum echipamentul constă din diverse secţiuni de con adunate una peste alta. În conul ‘Reichert’, de exemplu, o pâlnie distribuitoare verticală distribuie materialul de alimentare la o densitate a pulpei sale în jurul periferiei unei pâlnii de concentrare neîntoarsă. Când materialul de alimentare curge în direcţia centrului pâlniei particulele de metal greu se separă pe fundul peliculei. O fantă circulară în baza pâlniei concentratoare retrage acest concentrat în timp ce o parte din peliculă curge peste fantă, constituind sterilul, şi cade în cutia de alimentare pentru a doua etapă. Date tehnice generale: • diametrul pâlniei: 2 m • conţinutul de solide: 55 – 65 % • puterea de trecere: 70 – 100 t/h.

Chapter 1

56 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.13: Pâlnia Reichert 2.3.1.5 Flotaţie Folosinţe: Aceasta este cea mai importantă tehnică de separare folosită în prelucrarea minerală pentru minereurile nepreţioase. Folosită original la concentrate de sulfuri, minereuri de cupru, zinc şi plumb, este în zilele noastre folosit şi în tratarea minereurilor non-metalice precum cărbunele fin, fluorita şi fosfatul, potasiu, oxizi precum casiteritul şi hematita; şi oxizi de minerale, precum ceruzitul şi malachita. Principii şi construire: În flotaţie, separarea mineralelor este realizată prin utilizarea diferenţelor în proprietăţile fizico-chimice de suprafaţă ale lor. De exemplu,după condiţionarea cu reactivi, unele particule devin intolerante la apă sau hidrofobice (sau aerofilice), în timp ce alte particule rămân hidrofilice. În procesul selectiv de separare, bulele de aer se lipesc de particulele hidrofobice (sau aerofilice), ridicându-le la suprafaţa apei şi formând o spumă stabilă, care este înlăturată. Particulele hidrofilice rămân în miez şi sunt descărcate. Procesele de flotaţie constau în general din diverse etape de a curăţa concentratele din nou şi de a elimina mineralele valoroase rămase din steril.

Figura 2.14: Procesul de flotaţie

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 57

Celule de flotaţie Există două tipuri principale de celule de flotaţie: pneumatice şi mecanice. • celulele mecanice sunt tradiţionale şi sunt cele mai folosite dispozitive aplicate în fabrici. Ele

constau în vase de oţel care au un mecanism agitator condus mecanic care cauzează dispersia de aer sub formă de mici bule şi agită nămolul. Diverse celule singulare sunt montate pe un banc. Spuma se revarsă sau este înlăturată cu padele mecanice.

• există două tipuri principale de celule pneumatice de flotaţie: coloane de flotaţie şi celula scurtă de flotaţie pneumatică. Coloanele de flotaţie constau dintr-un cilindru vertical de oţel înalt (până la 15 m) de până la 3 m diametru. Pulpa de alimentare intră în cilindru la aproximativ trei sferturi din distanţa până sus. Aerul intră în vas printr-un pulverizator de la capătul inferior al cilindrului. Spuma încărcată este spălată cu jeturi de apă înainte de a părăsi cilindrul peste marginea de sus. Sterilul cu particulele hidrofilice părăseşte cilindrul prin robinetul de subumplere. Maşini scurte de flotaţie pneumatică realizează coliziunea particulelor bule în afara vasului de separare în ţeava care alimentează cu pulpă, prin diverse dispozitive combinate sau ‘reactori’, la care aerul comprimat este pompat în pulpă. Combinaţia în trei etape intră în vasul separator, unde bulele încărcate se ridică la marginea superioară, unde părăsesc apoi vasul, în timp ce sterilul este descărcat pe fundul pâlniei.

Figura 2.15: Celulă mecanică de flotaţie

Figura 2.16: Celulă pneumatică de flotaţie

Chapter 1

58 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.3.1.6 Separare magnetică Folosinţe: Înlăturarea fierului bătut, concentrarea de minerale feromagnetice şi paramagnetice, spălarea nisipului pentru sticlă. Principii şi construire: Separarea magnetică este bazată pe diferitele proprietăţi magnetice ale minerale. În general, mineralele pot fi împărţite în trei grupe conform caracteristicilor lor magnetice: diamagnetice, paramagnetice sau feromagnetice. Diamagneticele sunt materiale care sunt respinse de magnet şi astfel nu pot să fie separate magnetic. Paramagneticele sunt materiale care sunt atrase slab de un magnet şi pot fi concentrate în ‘separatori magnetici de intensitate mare’. Feromagneticele sunt tot materiale atrase de magnet, dar această atracţie este mult mai puternică decât la paramagnetice. Drept urmare, se aplică "separatorii magnetici de intensitate scăzută" pentru a le concentra.

Cei mai des folosiţi separatori magnetici sunt:

• separatorii uscaţi de intensitate scăzută. Aceştia includ separatori cu tambur folosiţi în principal pentru a concentra nisipurile inferioare (procesul de sfărâmare); separatori de curea de trecere şi separatori de disc ambii aplicaţi în prelucrarea nisipurilor; şi "scripeţi magnetici’ folosiţi pentru înlăturarea fierului bătut

• separatori umezi de intensitate scăzută: separatorii cu tambur sunt folosiţi pentru a curăţi mediul magnetic în circuitele de Separarea Mediului Dens (DMS) şi pentru a trata nisipurile feromagnetice, separatori cu cupă, bobine magnetizate şi bobine demagnetizate

• separatori uscaţi de intensitate mare: separatorii cu bobină indusă sunt folosiţi în concentrarea de minereu fosfat, nisipuri de sticlă, nisipuri de plajă, minereuri de staniu şi wolframit

• separatori umezi de intensitate mare: separatoarele Jones se aplică în tratarea minereurilor de fier de calitate mică conţinând hematită.

Figura 2.17: Separatori cu tambur de intensitate scăzută 2.3.1.7 Separare electrostatică Folosinţe: Concentrarea de minerale precum ilmenit, rutil, zirconiu, apatit, azbest, hematit şi potasiu. Principii şi construire: Separarea electrostatică este a metodă care foloseşte forţe care acţionează asupra corpurilor încărcate sau polarizate într-un câmp electric pentru a realiza concentrarea mineralelor. Particule de diferite minerale, depinzând de conductivitatea lor, vor urma căi diferite într-un câmp electric, făcând posibilă separarea lor. Unii dintre factorii importanţi în acest proces includ caracteristicile mecanice şi electrice ale separatorului şi mărimea, forma, gravitaţia specifică, starea suprafeţei şi puritatea particulelor minerale. Particulele minerale trebuie să fie în întregime uscate şi umiditatea aerului înconjurător trebuie să fie controlată. Separatorii electrostatici pot fi împărţiţi în separatori cu condensatori electrostatici şi separatori cu ecran electrostatic.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 59

2.3.1.8 Sortarea Folosinţe: Separarea mineralelor industriale, precum carbonat de magneziu, baritină, talc, piatră de var, marmură, gips, cremene; recuperarea wolframitului şi wolframatului de calciu din cuarţ; tratarea minereurilor de aur, uraniu şi recuperarea diamantelor. Principii şi construire: Sortarea minereurilor se face din vremuri antice. Chiar dacă "sortarea manuală" nu este astăzi aşa folosită precum era pe vremuri, este în principal deoarece marile cantităţi de minereu de calitate scăzută care necesită o foarte fină măcinare, aceasta este încă folosită în ţări îndepărtate şi subdezvoltate. Procedurile mecanizate de sortare pot fi împărţite în sortare fotometrică, radiometrică (cu minereuri de uraniu) şi sortare electrică (test de rezistenţă, detectoare de metale). Sortarea fotometrică este un proces, în care minereul este separat în părţi diferite după o examinare optică. Particulele cu care se alimentează trebuie să destul de mici, de exemplu (de obicei mai mari de aproximativ 10 mm) pentru ca echipamentul de sortare să realizeze separarea dorită la o rată acceptabilă. Unele caracteristici detectabile, sau o combinaţie de proprietăţi, trebuie să existe pentru a permite o separarea a materialului valoros de cel nevaloros. Baza sortatorului fotometric sunt o sursă de lumină şi un fotomultiplicator sensibil, folosite într-un sistem de scanare pentru a detecta lumina reflectată din suprafeţele de intrare. Un circuit electronic analizează semnalul fotomultiplicatorului, care variază odată cu intensitatea luminii reflectate, şi produce semnale de control pentru a activa valvele potrivite ale unui dispozitiv de blocare a suflului de aer comprimat pentru a înlătura anumite particule selectate prin mijloace ale procesului de analiză. 2.3.1.9 Extracţia prin lesiere Folosinţe: Extracţia de săruri minerale, potasiu, aur (disoluţia aurului nativ în soluţii de cianură) şi argint, minereu de uraniu (disoluţia oxidului natural de uraniu în soluţii carbonate), cupru şi substanţe reziduale. Principii şi construire: Extracţia prin lesiere este a metodă în care mineralele valoroase sunt dizolvate selectiv dintr-un material printr-un lixiviant, care este în mod normal o soluţie apoasă, rezultând într-o soluţie bogată (cu mare concentraţie de compuşi valoroşi). După aceea, mineralele valoroase trebuie recuperate, de exemplu prin precipitare. Mineralul valoros sau compusul poate apărea în materialul din care este extras în cel puţin trei forme fizice: ca particule libere, ca particule multifaze în care mineralul valoros este expus pe cel puţin o parte la lixiviant, şi ca material inaccesibil înconjurat de material steril. În primele două cazuri, mineralul valoros poate fi extras direct. Există diverse tehnici de extracţie prin lesiere. Acestea pot fi grupate în proceduri cu strat fix, precum dizolvarea infiltraţiilor, dizolvarea în halde, lesierea la faţa locului, ca şi dizolvarea dintr-un miez în mişcare precum dizolvarea prin agitaţie (dizolvarea în bazine) şi lesierea sub presiune. Există şi o "dizolvare biologică’ care foloseşte bacteriile thiobacillus ferrooxidans şi thiobacillus thiooxidans.

Figura 2.18: Lesierea haldei

Chapter 1

60 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.19: Rezervor utilizat la lesiere 2.3.1.10 Deshidratarea Îngroşare Folosinţe: Îngroşarea este folosită extensiv în predeshidratarea concentratelor şi în deshidratarea sterilului recuperarea apei, datorită costului să relativ scăzut şi capacităţilor mari comparate cu filtrarea. Îngroşarea intermediară se aplică şi în diverse tehnici de prelucrare minerală. Principii şi construire: Îngroşarea este un proces de sedimentare care implică o mare creştere a concentraţiei suspensiei şi în formarea unui lichid limpede. Cuvele de decantare sunt bazine din care solidele aşezate şi îngroşate sunt înlăturate de pe fund ca depăşire negativă şi lichidul limpede curge la un punct de supraplin sau un sistem de spălare de deasupra. Acestea pot fi unităţi serie, precum cuva cu ecran de deviaţie sau unităţi continue. Cuvele de îngroşare sunt în mod normal construite dintr-un bazin cilindric făcut din oţel (în majoritate mai puţin de 30 m în diametru), beton sau o combinaţie a celor două cu adâncimea variind de la aprox. 1 la 7 m şi diametrul de la aprox. 2 la 200 m. În bazin, vor fi unul sau mai multe braţe rotative radiale, fiecare având o serie de lame. Aceste lame greblează sau răzuiesc solidele aşezate spre punctul de retragere al depăşirii negative. Există diverse tipuri de cuve de îngroşare continue, de exemplu cuve de îngroşare tip punte, tip centru de disc, tip contracţie, tip tavă şi de mare capacitate. Date tehnice generale: Cuvă continuă:

• diametru: 2 – 200 m • diametru/înălţime:

cuvă mică: 1:1 până la 4:1 cuvă mare: până la 10:1

Cuvă cu ecran de deviaţie: • suprafaţa efectivă a plăcii cuvei: până la 600 m2

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 61

Figura 2.20: Cuvă de îngroşare continuă Filtrare Folosinţe: Deshidratarea concentratului de flotaţie, a concentraţilor magnetici şi a diverselor minerale nemetalice; înlăturarea soluţiei pregnante din solidul extras prin dizolvare în prelucrarea cu cianură; spălarea stratului deshidratat de colmatare; limpezirea soluţiei pregnante decantate şi în colectarea precipitatului. Principii şi construire: Filtrarea poate fi văzută ca prelucrarea solidelor separate dintr-un lichid prin intermediul unui perete despărţitor permeabil, care ţine solidul dar permite trecerea lichidului. Filtrarea urmează adesea îngroşării, prin care pulpa îngroşată este introdusă în agitatori de stocare unde uneori sunt adăugaţi agenţi de floculare şi din care este scos la o rată constantă pentru filtre. Cele mai răspândite tipuri de filtre implicate în prelucrarea minerală sunt "filtrele turta" în care principala cerinţă este recuperarea de mari cantităţi de solid din paste foarte concentrate. Filtrele sunt clasate în principal ca ‘filtre cu vid’ şi ‘filtre de presiune', depinzând de modalităţile folosite pentru realizarea diferenţei de presiune cerută de cele două părţi ale mediului poros. Pot fi şi tipuri "sarja" sau tipuri "continui". Cele mai des utilizate tipuri de filtre de presiune sunt ‘filtrele sub presiune’, care sunt construite în două forme principale: ‘presă planşă şi cadru' şi ‘presă cameră’. Presiunea operaţională în presa planşă şi cadru poate atinge 25 bar. Pe de altă parte, există diverse tipuri de filtre cu vid, precum "filtre continui rotative" (realizat într-o mare varietate de forme), ‘filtre continui cu disc’ şi ‘filtre orizontale cu curea’. Date tehnice generale: • filtrul presă planşă-şi-cadru:

mărimea planşei: până la 2 x 2 m suprafaţa filtrului: maxim 1500 m² per maşină

• filtrul continuu rotativ: suprafaţa filtrului: aproximativ până la 120 m2

• filtrul continuu cu disc: suprafaţă mai mare a filtrului per unitate de volum: aproximativ până la 200 m²

Chapter 1

62 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.21: Filtrul presă planşă-şi-cadru

Figura 2.22: Filtrul rotativ

Figura 2.23: Filtrul cu disc

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 63

Centrifugare Ca alternativă la filtrul cu presă planşă-şi-cadru, sunt folosite pentru deshidratare. Detalii tehnice generale includ: • diametrul tamburului: până la 1100 mm • lungimea tamburului: până la 3300 mm • putere de trecere: max. 15 tone (bază uscată)/oră Deshidratarea prin mijloace de centrifugare implică un conţinut mai scăzut de solide comparat cu presa planşă-şi-cadru. De aceea, materialul deshidratat se comportă mai mult ca o gelatină decât ca o turtă. Trebuie să fie adăugaţi agenţi floculanţi pentru rezultate optime. 2.3.2 Reactivi Reactivi de flotaţie Reactivi de flotaţie sunt reprezentaţi de diverşi compuşi chimici folosiţi în procesul de decantare, care asigură condiţiile propice pentru această operaţiune. Aceştia sunt folosiţi selectiv în funcţie de tipul minereului. Aceştia conţin “colectori”, “substanţe spumogene” şi “regulatoare”. • Colectorii: reprezintă “substanţe active la suprafaţă”, de exemplu componente organice care se

adsorb de suprafaţa minerală, lăsându-le hidrofobice şi făcând posibilă adeziunea bulelor. Aceştia sunt împărţiţi în compuşi ionizaţi şi neionizaţi. Colectorii neionizaţi sunt practic insolubili şi acoperă suprafaţa mineralelor ce au o hidrofobie naturală (în principal cărbunele), pentru a le mării rezistenţa şi proprietăţile lor de rezistenţă în contact cu apa. Colectorii ionizaţi se dizolvă în apă şi au o structură heteropolară, ceea ce înseamnă un grup nepolar (grup de hidrocarburi) care are proprietăţi de respingere a apei, şi un grup polar care se ataşează de suprafaţa mineralelor. Tipul polarităţii grupului clasifică colectorul: anionic (carboxilic, sulfuri, sulfonaţi, xantogenaţi şi ditiofosfaţi), cationic (amina) sau colector amfoter.

• Substanţa spumogenă: sunt reactivi care ajută să se păstreze stabilitatea spumei, de exemplu

acizi, amine şi alcool. • Regulatoare sau modificatoare: sunt reactivi care regulează operaţiunea de decantare. Aceştia sunt

clasaţi ca activatori, depresanţi sau modificatori de pH. Activatorii permit absorbţia colectorului pe minerale schimbând caracteristicile chimice ale suprafeţei mineralelor. Astfel de substanţe sunt în general săruri solubile. Depresanţii (sticla solubilă, amidon, quebracho, etc) din contră, transformă mineralele în hidrofile, oprind astfel decantarea lor. Modificatorii de pH (cum ar fi var, sodă şi sodă caustică pentru alcalinitate, şi în mod predominant acid sulfuric pentru acidificare)controlează pH-ul miezului, ceea ce reprezintă o influenţă importantă asupra majorităţii etapelor din proces (adsorbirea colectorului şi depresantului, etc.)

• Flocularea: în exploatările ce procesează cărbune pur, din Germania, agentul de floculare folosit în

scopuri industriale este aplicat bazându-ne fie pe poliacrilaţi sau poliacrilamide.

Chapter 1

64 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.3.3 Efectele asupra caracteristicilor sterilului

Caracteristicile sterilului Etapa

procesului Distribuirea după mărimea particulel

or

Generarea de

particule

Suprafaţă

specifică

% solide

Reactivi pH InfluenţaARD

Proprietăţile

suprafeţei

Forma particu

lei

Pulverizare X X1 X X2 - - X X X Ecranare X X3 - - - - - - - Clasificare X X - X - - X - - Sortarea folosind gravitaţia

- - - X - - X - -

Decantarea - - - X4 X5 X6 X X - Separare magnetică

- - - - -7 - X - -

Separarea electrică

- - - - X - X X -

Sortare - - - - - - X - - Extracţie prin dizolvare

- - - X X X - X -

Sedimentare - - - X8 X9 - - X - Filtrare - - - X X X10 - X - 1) De exemplu o moară folosind principiul de morărit prin agitare generează mai multe particule decât moara ce

foloseşte procedeul de morărit prin intermediul roţii de moară. 2) Sfărâmarea uscată, procesarea umedă a morilor rotative şi cele prin agitare 3) Cernerea excesivă poate conduce la generare de praf 4) Decantarea este un proces umed cu un procent de aproximativ 30 – 40% de solide în procesarea minereurilor de

metal şi un procent de 5 – 15% solide în procesarea cărbunelui, în marea majoritate a cazurilor va trebui să se adauge apă

5) Vezi 2.3.2 pentru detalii 6) Ridicată sau coborâtă 7) De obicei nu există reactivi, totuşi pentru praf câteodată se folosesc agenţi de dispersare 8) Bineînţeles procentul de solide este redus prin sedimentare 9) Se folosesc de multe ori agenţi de floculare (vezi 2.3.2 pentru detalii) 10) De exemplu prin folosirea de floculanţi cum ar fi sulfaţi de aluminiu sau var, care schimbă pH-ul

Tabel 2.2: Efectele etapelor de procesare a mineralelor asupra caracteristicilor sterilului Cernerea şi clasificare influenţează indirect distribuirea după mărime a granulelor rezultate după sfărâmarea minereului, şi generarea de praf dacă aceştia sunt folosiţi în acelaşi circuit închis cu sfărâmarea, aşa cum este cazul unei mori pe bază de pietre de moară folosită în acelaşi circuit cu un ciclon. În acest exemplu, reziduurile provenite de la moara ce foloseşte pietre de moară sunt introduse într-un ciclon. Supraplinul ciclonului este de o asemenea mărime de granulă astfel încât mineralul dorit este obţinut pentru următoarea separarea sau concentrare. Subumplerea ciclonului necesită şi mai multe reduceri în mărime şi este adusă înapoi la moara ce foloseşte pietre de moară. În acest exemplu , clasificatorul asigură faptul că măcinarea excesivă nu are loc. Trebuie menţionat faptul că pentru separarea gravitaţională şi cea magnetică (dacă este umedă), procentul de solide ar putea să trebuiască corectat, şi de aici etapele procesării de asemenea schimbă procentul de solide. Totuşi, acest lucru nu are un impact major asupra administrării sterilului dacă sterilul trece printr-un sedimentator, înainte de descărcarea sa în bazin. Coloana “Influenţa ARD” evidenţiază etape ale procesului care fie schimbă accesibilitatea la sulfuri (de exemplu pulverizarea) sau schimbă conţinutul de sulfuri din steril (de exemplu separarea electrostatică poate elimina o parte din pirită). Influenţa ARD a decantării poate fi atât pozitivă (sulfuri eliminate din concentrat) cât şi negativă (alte minerale sunt eliminate, iar sulfurile rămân în steril). Sfărâmarea are ca efect principal să facă mineralele sulfuroase mai accesibile şi prin urmare, măresc generarea ARD.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 65

Este clar că sfărâmarea schimbă proprietăţile suprafeţei. Până la urmă toate etapele procesării în care reactivi sunt adăugaţi influenţează proprietăţile suprafeţei. 2.3.4 Tehnici şi procese 2.3.4.1 Rafinarea aluminei Rafinarea aluminei este procesul care foloseşte bauxită ca material brut pentru a produce alumina. Alumina este un material granulat de culoare albă şi este cunoscut şi sub denumirea sa tehnică de oxid de aluminiu. Procesul de rafinare Bayer folosit de către toate rafinăriile de alumină implică patru etape – asimilare, clarificare, precipitare şi calcinare. Alumina este transformată în aluminiu prin topire, aceste tehnici fiind descrise în BREF-ul ce se referă la industriile metalelor neferoase. [35, EIPPCB, 2001] Asimilarea (dizolvarea) “hidraţilor” de aluminiu (de exemplu Al2O3·3H2O) din bauxită se desfăşoară sub presiune şi la temperaturi ridicate (în jurul a 250 ºC) hidroxid de sodiu. Componentele insolubile, nisip şi nămol roşu, sunt separate prin centrifugare, decantare, şi după spălare şi filtrare sunt depozitate în TMF. Hidroxidul de aluminiu este împins afară sub forma unei substanţe albe care este apoi uscată (calcinată) pentru a produce alumină (Al2O3), sub forma unui produs cristalin de culoare albă sub forma de particule de aproximativ 90 µm. Este nevoie de şase până la patru tone de bauxită pentru a produce două tone de alumină şi de aici o tonă de aluminiu [22, Aughinish, ].

Chapter 1

66 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Evaporation

Heating

Precipitation

Cooling

Liquorheating

Digestion

LiquorFlashing

Sandseparation

Red mudseparation

Raw materialspreparation

Impurityremoval

Classification

Bauxite from mine

CaO

Steam

Liquor surge

Steam

NaOH

Impurities

Calcination

Washing

Fuel

Seed

Water

Sandwashing

Red mudwashing

Red mud + sanddisposal

Water

Water

To aluminasmelting

Steam

Figura 2.24: Fluxul tehnologic tipic al procesului Bayer Acest proces se realizează în mod normal foarte aproape de locul unde se află mina, dar există şi exploatări în Europa unde bauxita este convertită în alumină în acelaşi loc în care există şi topitoria de aluminiu sau în cadru rafinăriilor de alumină de sine stătătoare. Mai multe informaţii despre rafinăriile de alumină vizitând următoarea adresă: http://www.world-aluminium.org/production/refining/. 2.3.4.2 Extragerea prin dizolvare a aurului folosind cianuri Dacă este să vorbim orientându-ne după statistici extragerea prin dizolvare este o tehnică de procesare a mineralelor mult mai rar întâlnită decât sunt de exemplu procesările hidrometalurgice. Totuşi, pentru extragerea prin dizolvare a aurului se foloseşte fie numai acest proces, fie se integrează în alte etape de procesare a mineralelor (de exemplu după sfărâmare şi separare prin gravitate sau decantare). Prin urmare extragerea prin dizolvare se consideră în general ca fiind parte din procesarea mineralelor. Cu toate că şi alte minerale pot fi extrase prin dizolvare şi că se pot folosi şi alţi dizolvatori diferiţi de cianuri se pot folosi (de exemplu sarea poate fi extrasă prin dizolvare sau dizolvată folosind apă, cuprul poate fi extras prin dizolvare folosind acidul sulfuric), datorită toxicităţii ridicate a cianurilor şi datorită îngrijorării publice referitor la folosirea lor în minerit, acest capitol se va axa

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 67

numai pe folosirea cianurilor în extragerea prin dizolvare a aurului. Totuşi trebuie să se precizeze că cianurile pot sa se folosească şi în decantarea sulfurilor, ca un aditiv anticongelant pentru pirită (FeS2). Următorul text ce se referă la utilizarea cianurilor pentru extragerea prin dizolvare a aurului este luat din lucrarea cu titlul “Codul internaţional de administrare a cianurilor pentru producerea, transportul şi folosirea de cianuri în producerea aurului” (www.cyanidecode.org), dacă nu se aduc alte precizări. De pe acest sit au fost descărcate informaţii despre chimia cianurilor şi cuantizarea lor, precum şi despre metodele analitice. Aceste informaţii au fost de asemenea ataşate la acest document în Anexa 1. Folosirea de cianuri în industria aurului Aurului de obicei apare atunci când există concentraţii foarte mici ale celorlalte minereuri, de exemplu mai puţin de 10 g/t sau 0.001%. La aceste concentraţii folosirea proceselor de extracţie hidrometalurgice, de exemplu cele bazate pe chimia apei, sunt singurele metode economice viabile pentru a extrage aurul din minereul brut. În general recuperarea aurului printr-un proces hidrometalurgic presupune o etapă de extragere prin dizolvare, etape în cadrul cărora aurul este dizolvat într-un mediu acvatic, urmat de separarea soluţiei care conţine aurul dintre reziduuri sau adsorbţia aurului pe cărbune activ şi în final recuperarea aurului fie prin precipitare sau eluţie şi electroliză (vezi următoarea figură).

Ore

Comminution

Leaching

Thickening

Carbon stripping

Carbon adsorption

Pregnant solution

Precipitation Elution and electrowinning

Au precipitate

Au cathodes

TailingsTailings

Figura 2.25: Principiul recuperării aurului prin dizolvare De ce la multe ori un circuit de separare gravitaţional este încorporat în acest proces după sfărâmare pentru a recupera suficiente particule de aurul (>30 µm) înainte de extracţia prin dizolvare. Folosirea de separare gravitaţională în cazul recuperărilor de aur se dezvoltă rapid ajungându-se la particule de dimensiuni din ce în ce mai mici. Aurul este unul dintre metalele nobile, şi de aceea nu este solubil în apă. Prezenţa unor substanţe cum sunt cianurile, care stabilizează tipurile de aur într-o soluţie, şi un oxidant, cum este oxigenul, sunt folosite pentru a dizolva aurul. Cantitatea de cianuri dintr-o soluţie necesară pentru dizolvare pot avea valori începând de la 350 mg/l sau 0.035 % (din 100 % NaCN). Alte substanţe alternative pentru extragerea aurului, cum ar fi clorurile, bromurile, tiouree şi tiosulfaţi pot fi folosite, dar formează substanţe mult mai puţin complexe, şi deci necesită condiţii mult mai dure pentru a dizolva aurul. Aceşti reactivi sunt de cele mai multe ori mult mai scumpi în utilizare şi/sau prezintă de asemenea şi riscuri asupra sănătăţii şi a mediului înconjurător. Acest lucru

Chapter 1

68 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

explică dominarea cianurilor ca fiind încă principalul reactiv pentru extragerea prin dizolvare a aurului din minereu brut. Pregătirea minereului Scopul pregătirii minereului este de prezenta minereul dizolvantului (soluţia de cianuri în forma sa apoasă) într-o formă care va asigura o recuperare economică şi optimă a aurului. Primul pas în pregătirea minereului este sfărâmarea şi mărunţirea, operaţiune care reduce dimensiunea particulelor de minereu şi eliberează aurul pentru a fi recuperat. Minereul brut care conţine aurul liber s-ar putea să nu ofere o modalitate de recuperare suficient de ridicată folosind doar extragerea prin dizolvare folosind cianuri, şi s-ar putea să fie nevoie şi de un proces de recuperare prin gravitate unde aurul liber este recuperat înainte ca aurul care a mai rămas să fie extras prin dizolvare. Minereurile care conţin filoane de aur asociate cu sulfuri sau minerale carbonifere necesită tratamente adiţionale, pe lângă reducerea dimensiunii lor, înainte de a se recupera aurul din el. Recuperarea aurului din minereuri sulfuroase este redusă pentru că cianurile dizolvă preferabil mineralele sulfuroase decât aurul, iar cianurile la rândul lor sunt consumate de formarea sulfocianurilor. Aceste minereuri sunt supuse unui proces de concentraţie, cum ar fi decantarea, urmată de un al doilea proces pentru a oxida sulfurile, limitând astfel interacţiunea cu cianurile din timpul extragerii prin dizolvare a aurului. Mineralele carbonifere adsorb aurul după ce acesta a fost dizolvat. Acest lucru se preveni prin oxidarea minereului înainte de a începe procesul de extracţie prin dizolvare. Procesul de extracţie prin dizolvare ar putea să fie modificat de asemenea pentru a preveni acest efect, prin adăugarea de carbon activ pentru a adsorbi într-un mod preferenţial numai aurul. Extracţia prin dizolvare folosind soluţii ce conţin cianuri apoase Aurul este dizolvat folosind cianurile apoase, oxidându-l pe acesta prin intermediul unui oxidant cum ar fi oxigenul dizolvat şi perfectând-o cu cianuri pentru a forma un complex de cianuri şi aur. Acest complex este extrem de stabil, iar cianurile de care este nevoie sunt doar puţin mai concentrate decât necesarul stochiometric. Totuşi, în realitate, cantitatea de cianuri ce este utilizată în soluţiile de dizolvare, este dată de prezenţa a altor consumatori de cianuri şi posibilitatea de a mării rata de dizolvare până la nivele acceptabile. În practică, concentraţiile de cianuri folosite cel mai frecvent se încadrează între 300 până la 500 mg/l (0.03 până la 0.05% precum NaCl), depinzând de mineralogia minereului. Aurul este recuperat fie prin extragere prin dizolvare din cadrul muntelui de steril, fie prin extragere prin dizolvare a nucleului muntelui de steril. Folosind extragerea prin dizolvare a movilelor, minereul sau minereul fin aglomerat este aşezat în halde ce stau pe un suport prevăzut cu o membrană impermeabilă. Termenul “ dizolvarea gunoaielor” se aplică câteodată dizolvării movilelor de minereu nesfărâmat. Soluţia din cianuri se introduce în haldă prin intermediul unui sistem de stropitoare, sau un sistem de irigare, soluţia se infiltrează în haldă, dizolvând aurului din minereu. Soluţia obţinută, ce conţine aur este colectată pe o membrană impermeabilă şi canalizată către un loc de stocare pentru o procesare ulterioară. Dizolvarea movilei este un proces atractiv datorită costului său scăzut, dar este un proces lent şi nici extracţia aurului nu este eficientă, este relativ scăzută. În cadrul unui circuit convenţional de sortare şi cernere, minereul este procesat în morile ce folosesc bile şi baghete pentru sfărâmarea minereului, până ce acesta ajunge la consistenţa nisipului sau a prafului. Minereul sfărâmat este transportat folosind benzi rulante sub forma unei paste până la o serie de bazine de extracţie prin dizolvare. Pasta este apoi amestecată în aceste bazine fie mecanic fie prin intermediul aerului comprimat, pentru a mării contactul dintre cianuri şi oxigen cu aurul şi de a mări eficienţa procesului de extracţie prin dizolvare. După cum s-a menţionat anterior, cianura dizolvă aurul din minereu şi formează un complex de aur şi cianură.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 69

PH-ul pastei este ridicat la pH 10 – 11 folosind varul nestins, la începutul circuitului de dizolvare pentru a ne asigura că atunci când cianura este adăugată, nu există nici o posibilitate ca să se genereze gaz ce să conţină atât hidrogen cât şi cianură, şi că cianura rămâne în soluţie şi deci poate fi folosită pentru a dizolva aurul. Pasta poate de asemenea să fie supusă şi altor forme de precondiţionare, cum ar fi preoxidarea la începutul circuitului, înainte ca cianurile să fie adăugate. Acolo unde oxigenul este folosit în locul aerului pe post de oxidant, apare avantajul de a sporire a ratei de dizolvare, în acelaşi timp scăzând consumul de cianuri datorat inactivării unei părţii componente ale pastei care este vinovată de consumarea cianurilor. Acolo unde carbonul este folosit pentru a dizolva aurul, carbon extrem de activ este introdus în proces, fie direct în bazinele de dizolvare (la care ne vom referi Carbon-pt-Dizolvare - CIL) sau în bazine separate după dizolvare (la care ne vom referi Carbon-pt-Miez - CIP). Carbonul Activ adsoarbe aurul dizolvat din soluţia componentă a pastei dizolvate, concentrându-l astfel într-o masă mai mică de solide. Carbonul este apoi separat din pastă prin cernere şi este supus unui alt tratament pentru a recupera aurul adsorbit, după cum se descrie în continuare. Acolo unde carbonul nu este folosit pentru a adsorbii aurul dizolvat din pasta dizolvată, soluţia ce conţine aur trebuie să fie separată de componentele solide ale pastei, folosind filtrări sau echipamente de sedimentare. Soluţia rezultată, cea la care ne vom referi ca soluţia importantă, este supusă unui alt tip de tratament (altul decât adsorbţia de carbon) pentru a recupera aurul dizolvat. Materialele din care aurul a fost extras prin intermediul adsorbţiei sau separarea lichidelor de solide se numesc steril. Sterilul este fie uscat pentru a recupera apa şi orice urmă de reactivi pe bază de cianuri, fie tratat pentru a neutraliza sau pentru a recupera cianurile, fie este trimis direct TMF-ului. Recuperarea aurului dizolvat Aurul este recuperat din soluţie folosind cimentarea folosind praful de zinc (aşa numitul proces Merrill-Crowe) sau prin concentrarea în primul rând a aurului folosind adsorbţia carbonului activ, urmată de eluţie şi fie cimentare cu zinc sau electroliză. Pentru o cimentare eficientă, este necesară o soluţie clară, care este în general pregătită prin filtrare sau prin decantarea curentului opus. Acestea sunt procese intense capitale care au fost activate de alte procese prin folosirea adsorbţiei aurului dizolvat în carbonul activat. Adsorbţia se realizează prin contactul dintre carbonul activ şi soluţia ce rezultă de pe urma amestecării cu cianuri mai sus descrisă. Acest lucru poate fi dus la bun sfârşit în timp ce aurul este încă dizolvat folosind procesul CIL, sau imediat după dizolvare folosind procesul CIP. Carbonul activ care se află în contact cu soluţia ce conţine aur poate să recupereze în general mai mult de 99.5% din aurul dintr-o soluţia, operaţiune ce durează între 8 şi 24 de ore. Carbonul încărcat cu aur este apoi extras din soluţie folosind site care sunt curăţate cu apă sau cu aer comprimat pentru a preveni înfundarea acestora cu particulele de carbon de dimensiuni asemănătoare. Această separare a particulelor din minereu (în general <100 µm) până şi particulele mai mari de carbon (>500 µm) este mult mai puţin intensă decât filtrarea necesară atunci când se foloseşte tehnica Merrill-Crowe. Minereul sărăcit extrem de fin, de exemplu sterilul, este apoi fie sedimentat pentru a separa soluţia ce conţine cianuri pentru recuperarea sau distrugerea cianurilor, sau este trimis direct la TMF, în timp ce soluţia ce conţine cianură este în general reciclată la fabrica de extracţie prin dizolvare. Aurul adsorbit în carbonul activ este recuperat din carbon prin eluţie, în general prin folosirea unei soluţii de cianuri caustică apoasă şi fierbinte. Carbonul este apoi regenerat şi reintrodus în circuitul de adsorbţie în timp ce aurul este recuperat din eluţie folosind fie cimentare cu zinc sau prin electroliză. Acest concentrat de aur este apoi calcinat, dacă conţine cantităţi însemnate de metale de bază, sau direct topit şi rafinat în lingouri de aur care conţin în general cam 70 – 90% aur. Lingoul este apoi mai mult rafinat până la fie 99.99% fie până la 99.999% perfectare, folosind cloruri, topire şi rafinare electrică. Procesele recent apărute utilizează extracţia de solvenţi pentru a produce aur de înaltă puritate direct din eluţii de carbon activ, sau ca urmare a dizolvării intense a concentraţiilor decantaţi.

Chapter 1

70 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Funcţionarea procesului şi mediul înconjurător Următoarele reprezintă surse de emisie de cianuri în atmosferă: • Emisie de CN în aer sub formă de HCN • Infiltraţii de la iazurile de decantare • Goliri ale iazurilor de decantare necesare pentru a administra balansul apei per total. Este o parte normală a oricărui proces încercarea de optimizarea a economiei procesului. Acest lucru coincide cu obiectivul minimizării impactului cianurilor asupra mediului înconjurător şi de minimizarea a cantităţii de cianuri consumate în timpul procesului. Adăugarea unei cantităţi prea mari de cianuri poate avea un efect de “bumerang”, acest lucru însemnând că costurile de funcţionare sporesc în funcţie de cantitatea de cianură care trebuie cumpărată pentru procesare, precum şi datorită cantităţilor ridicate de cianuri care trebuie distruse sau reciclate după terminarea procesului. Cianurile clasificate ca fiind “consumate” din punctul de vedere al procesării pot să fie încă active din punctul de vedere al mediului înconjurător, cum este de exemplu cazul complexelor de cianură şi cupru. 2.4 Administrarea sterilului şi al sedimentelor miniere Există multe moduri de administrare a sterilului şi al sedimentelor miniere. Cele mai des întâlnite metode sunt: • Depozitarea pe uscat a sterilului sedimentat • Depozitarea a mai mult sau mai puţin steril şi piatră reziduală uscat în halde sau pe pante • Umplerea cu steril sau piatră reziduală a minelor subterane sau a exploatărilor de suprafaţă, sau

pentru construirea barajelor miniere • Aruncarea sterilului în apele de suprafaţă (de exemplu în mări, lacuri, râuri) sau în apele

curgătoare • Folosit ca un produs, de exemplu pe post de sort, sau pentru recondiţionări • Debarasarea de steril umed în bazine special amenajate. Sedimentele miniere este organizat fie în grămezi sau câteodată este aruncat pe versanţii dealurilor. Felul în care aceste tehnici diferite sunt aplicate va fi discutat în această secţiune. 2.4.1 Caracteristicile materialelor din amenajările de administrare a

sterilului şi sedimentelor miniere Această secţiune a documentului a fost luată din lucrarea tehnică din Marea Britanie “Movilele de steril şi lagunele” [130, N.C.B., 1970]. 2.4.1.1 Forţă de rupere Forţa de rupere este cea mai importantă caracteristică a oricărui design de grămadă sau baraj de steril sau piatră reziduală. În mod normal parametri forţei de rupere potriviţi necesari pentru a duce la bun sfârşit o analiză de stabilitate sunt acelea legate de stresul efectiv, de exemplu coeziunea efectivă şi unghiul efectiv de rezistenţă la rupere. Comparativ, variaţii mici în parametrii forţelor de rupere pot avea un efect semnificativ asupra factorului de risc. De aceea, teste de rezistenţă trebuie efectuate pe un număr semnificativ de eşantioane. 2.4.1.2 Alte caracteristici Alte caracteristici importante şi considerate relevante pentru stabilitatea unei amenajări sunt: • Distribuirea particulelor după mărime: pentru că acest lucru influenţează forţa de rupere

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 71

• densitatea • maleabilitatea • umiditatea • permeabilitatea. Conform conductibilităţii hidraulice sau a coeficientului de permeabilitate k

(măsurat în m/s), sterilul şi sedimentele miniere pot fi clasificate în cinci grupuri conform părţii 1 al DIN 18130: permeabilitate extrem de ridicată: >1 x 10-2 permeabilitate ridicată: 1 x 10-4 - 1 x 10-2 permeabil: 1 x 10-6 - 1 x 10-4 permeabilitate scăzută: 1 x 10-8 - 1 x 10-6 permeabilitatea foarte scăzută: <1 x 10-8

• consolidare: cantitatea şi modul de aşezare a sterilului şi sedimentelor miniere pe pământ în cantităţi mari sunt strâns legate de caracteristicile de consolidare ale solului

• porozitate. 2.4.2 Baraje miniere Barajele de steril sunt structuri de suprafaţă în care este administrat sterilul umed. Acest tip de TMF este de obicei folosit pentru sterilul provenit din procesări umede. Bazinele conţin 20 – 40 % solide, dar s-au văzut şi cazuri cu 5% până la 50% solide. Următoarea figură arată o viziune transversală a unui baraj de steril şi evidenţiază circuitul apei al acestui tip de TMF.

Figura 2.26: Circuitul apei din baraj schimbat de la Schimbat de la [11, EPA, 1995] Următoarea secţiune referitoare la barajele de steril este luată în mare parte din Buletinul 106 ICOLD [8, ICOLD, 1996]. Sunt menţionate şi alte referinţe acolo unde este nevoie. Marea majoritate a sterilului este administrată pe uscat. Acest lucru presupune selectarea unei porţiuni de pământ pe care să fie depozitat sterilul pentru o perioadă îndelungată de timp în timp ce alt steril este generat de uzina de procesare a mineralelor şi, dacă nu este dorit pentru alte tipuri de tratări pentru neutralizarea diverselor substanţe care ar putea dauna mediului, se depozitează pe o perioadă nedefinită de timp. Depozitul trebuie să fie protejat împotriva distrugerilor fizice provocate de scurgeri, nu trebuie să polueze zona, cursurile de apă din zonă, pânza freatică şi bineînţeles nici atmosfera. Pentru că sterilul este adus pe banda rulantă sub forma unei paste direct din uzină şi poate rămâne în această stare, sau chiar ar putea fi capabil să revină la starea de fluid, masa depozitată de steril necesită izolare până la punctul necesar pentru a prevenii scurgerea materialului în exteriorul zonei de izolare, poluând astfel mediul. În mare majoritate a iazurilor de decantare, solidele se aşează în mod natural în exteriorul pastei după ce sterilul a fost depozitat în bazinul respectiv, şi deci acest

Chapter 1

72 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

bazin va fi compus din solide stabile şi apă. Această apă ar putea să fie suplimentată de infiltraţii naturale provenite din pânza de apă freatică sau de la precipitaţii. Apa rămasă poate fi readusă în uzina de procesare pentru refolosire, se poate stoca în bazin pentru o utilizare ulterioară, sau dispare datorită evaporării sau poate fi aruncată în apele curgătoare, după ce de cele mai multe ori trece printr-un tratament. Organizarea tipică a barajelor miniere poate fi clasificată astfel: • Gaură deja existentă • Într-o vale • Făcută într-o vale la care s-a mai adăugat un perete pentru a rezulta o zona perfect izolată • Pe teren plat.

Figura 2.27: Imaginea unui iaz de steril într-o gaură deja existentă [8, ICOLD, 1996] Următoarea dă un exemplu chiar pentru acest tip de TMF.

Figura 2.28: Imaginea unui iaz de steril într-o gaură deja existentă Următoarele două figuri arată două iazuri de decantare, unul făcut într-o vale complet închisă şi o vale la care au trebuit să se mai facă intervenţii pentru a devenii o zonă perfect izolată.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 73

Figura 2.29: Imagine cu un iaz de steril aflat într-o vale [8, ICOLD, 1996]

Figura 2.30: Imagine a unui iaz de steril făcut într-o vale ce a mai suferit modificări pentru a deveni perfect izolată [8, ICOLD, 1996] Dacă un iaz de steril este construit pe pământ plat este de obicei numit padoc. Următoarea imagine creează o idee asupra padocurilor folosite la minele de aur din Africa de Sud.

Chapter 1

74 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.31: Iaz de steril construit pe pământ plat (Datorat societăţii AngloGold, Divizia Sud Africană) Pentru fiecare depozit de steril, mai multe activităţi trebuie să fie luate în considerare, incluzând: • Transportul sterilului de la uzina de procesare a mineralelor la barajul de steril • Baraje în care să aibă loc sterilul • Sisteme de drenare pentru scurgeri naturale în jurul şi prin baraj • Depozitarea sterilului în interiorul barajului • Evacuarea apei de surplus • Protejarea zonei de eventuale contaminări • Instrumente şi sisteme de monitorizare pentru a permite supravegherea barajului • Aspecte pe termen lung (de exemplu închiderea şi post îngrijirea). O parte dintre aceste activităţi vor fi discutate în următoarele secţiuni. De asemenea vor fi introduse câteva aspecte legate de infiltraţii şi modul în care se tratează o eventuală inundaţie. Aceste două aspecte au impact asupra mai multor activităţii dintre cele enumerate anterior. 2.4.2.1 Sisteme de transport pentru sterilul aflat în starea sa de pastă Transportul pastei de la uzină la TMF se realizează de obicei prin intermediul unei conducte. În unele cazuri se utilizează benzile transportatoare neacoperite pentru că este o soluţie mai ieftină. Conducta este deseori îngropată. În anumite cazuri se folosesc şi camioanele pentru transportul sterilului de la uzină la TMF. 2.4.2.2 Modul de construire a barajelor Materialele folosite la construit şi metodele folosite în formarea barajului variază pentru a se putea particulariza pentru nevoile zonei, materialele care se pot găsii în acea zonă precum şi politicile finanţare şi funcţionare a întregii operaţiuni. În general barajele sunt împărţite în trei părţi: 1. o secţiune în amonte care este capabilă să ţină sterilul fără a suferii penetrări sau eroziuni excesive

din partea sterilului (de exemplu nisip tasat)

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 75

2. o secţiune de mijloc, care permite creează un loc pe unde apa provenită din infiltraţii să se poată scurge prin structură într-un mod controlabil şi care nu se va strica sau se va înfunda cu materiale fine (de exemplu stâncă sau piatră sfărâmată)

3. o secţiune în aval care dă puterea şi stabilitatea şi care va rămâne “uscat” în orice condiţii (de exemplu nisip tasat până când atinge o densitate ridicată). În anumite circumstanţe s-ar putea să fie necesară încorporarea unor membrane artificiale (materialul din care sunt făcute filtrele) care să fie poziţionat între secţiunile principale ale structurii unde există un risc ridicat de infiltraţii precum şi pentru a prevenii mişcarea materialelor fine ce compun barajul.

Tipurile de baraje pot fi clasificate astfel: • baraje impermeabile (de tipul celor care reţin apa)

baraje convenţionale baraj convenţional construit în etape baraj construit în etape cu zonă de permeabilitate scăzută în amonte.

• Baraje permeabile

Baraj cu steril cu mijloc de permeabilitate scăzută Baraje cu steril în zona structurală Construcţia în amonte folosind ţărmul sau padocul.

Aceste tipuri vor fi discutate pe scurt în continuare. Trebuie precizat că termenul “ţărm” folosit împreună cu administrarea sterilului sub formă de pastă într-un bazin presupune zona de steril ce rezultă dintr-o porţiune solidă sedimentată formată din pasta de steril din bazin ce nu este acoperită de apă între marginea apei şi creasta barajului. Motivele folosirii ţărmului este de a stabili o zonă de steril uscat împotriva feţei barajelor de reţinere, sunt două la număr: 1. Pentru a preveni ridicarea apei până la buza barajului unde ar putea cauza eroziune a părţii

interioare a barajului, sau chiar mai grav, poate duce la scurgeri masive prin baraj cu riscul evident de o eventuală stricare sau prăbuşire a întregii structuri.

2. Pentru a permite o separare “naturală” a particulelor fine faţă de cele mai mari de steril. Acolo unde sterilul este aruncat în baraj, sub forma de apă (şi majoritatea în felul acesta sunt aruncate) particulele de dimensiuni mai mari tind să se aşeze mai repede. Cum acestea se usucă şi se sedimentează, densitatea va creşte în timp, adăugându-se astfel la stabilitatea totală a întregii structuri.

Următoarea poză evidenţiază un exemplu al unui ţărm la un bazin de nămol roşu de la o rafinărie de alumină. Faţa din amonte şi creasta barajului pot fi observate pe partea stângă, iar apa pe partea dreaptă. Secţiunea roşie din mijloc este considerată a fi “plaja”.

Figura 2.32: Exemplu de ţărm la un bazin de nămol roşu de la o rafinărie de alumină Barajul convenţional

Chapter 1

76 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Acest tip de baraj este complet construit înainte ca sterilul să fie aruncat în amenajare. Prin urmare, sterilul nu poate fi folosit pentru a construi barajul. Barajele convenţionale sunt construite pentru a fi folosite atât pentru steril cât şi pentru apă pe timpul întregii perioade de exploatare a zonei respective.

Figura 2.33: Baraj convenţional [8, ICOLD, 1996] Scopul umpluturii de pe laterală este acela de a spori rezistenţa întregului baraj, dar şi de a proteja mijlocul barajul de posibile eroziuni (provocate de vânt şi apă) şi datorate valurilor provenite de la apa din bazin. O secţiune de mijloc convenţională se poate vedea în imaginea de mai sus, dar marja de opţiuni variază şi este similară aceleia pentru bazine proiectate pentru a ţine doar apă. În general barajul trebuie să fie capabil să: • Să controleze trecerea apei • Să suporte greutăţile sterilului şi a apei din bazinul respectiv • Să transmită apa ce se infiltrează într-un mod eficient şi fără să permită trecerea solidelor (sistem

de filtrare). Baraj convenţional construit în etape Acest tip de baraj este similar cu un baraj convenţional, numai că acesta are un cost iniţial mic, etapizând în aşa fel construcţia astfel încât costurile să se întindă pe o lungă perioadă de timp şi să aibă o valoare mică.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 77

Figura 2.34: Baraj convenţional construit în etape [8, ICOLD, 1996] Baraj construit în etape cu zona din mijloc în amonte Dacă sterilul depozitat se află în apropierea, sau mai sus, decât nivelul apei din bazin, zona de permeabilitate scăzută a barajului ar putea să fie localizată pe faţa sa din amonte. Acest lucru este posibil pentru că mijlocul este protejat împotriva eroziuni şi acţiunii valurilor de steril.

Figura 2.35: Baraj construit pe etape cu zonă de permeabilitate scăzută în amonte [8, ICOLD, 1996] Baraj cu steril şi zonă de permeabilitate scăzută în mijloc Este acela în care tot sau o parte din depunerile de steril din bazin formează în bazin un ţărm de steril. Este posibil ca numai ţărmul de steril să fie zona din sistem cea mai permeabilă.

Chapter 1

78 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.36: Baraj de steril cu zona de mijloc cu o permeabilitate scăzută [8, ICOLD, 1996] Acest aranjament nu poate fi aplicat decât dacă sistemele interioare de drenare a apei nu vor permite ca nivelul apei reţinute să se ridice peste nivelul maxim al ţărmului, şi să ajungă la materialele mai slabe şi uşor de străpuns din care a fost construit barajul. Prin urmare, este nevoie de supraveghere permanentă pentru acest tip de aranjament. Pentru acest tip de aranjament este necesar să construieşti o barieră de impermeabilitate scăzută (C) în barajul de început, până când ţărmul s-a dezvoltat suficient de departe de barajul în sine. Baraj cu steril în structură În cazul acestui tip de baraj, sterilul nu este numai folosit ca o barieră împotriva apei ci şi pe post de material de construcţie pentru baraj. În acest caz, în mod uzual scurgerea subterană ce trece prin hidrociclon este folosită la zonă structurală, iar hidrociclonul mai fin se descarcă în bazin formând plaja.

Figura 2.37: Rândul de hidrocicloane aşezate pe creasta barajului Pentru informaţii suplimentare referitoare la hidrocicloane sau hidro centrifugi vezi secţiunea 2.3.1.3.2. Există trei moduri importante ce trebuie luate în considerare atunci când se discută despre construcţia în etape al acestui tip de baraj. Aceste lucruri sunt:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 79

• Metoda în amonte • Metoda în aval • Metoda în centru. Aceste metode permit o construcţie pe etape a barajului, fapt ce minimizează costurile iniţiale. Următoarea figură ilustrează toate aceste metode.

Figura 2.38: Tipuri de baraje ridicate secvenţial cu steril în structură [11, EPA, 1995] Metoda în amonte folosind steril centrifugat Această metodă este extrem de economică în folosirea de sterilului, pentru că doar o zonă exterioară extrem de subţire a acestui material se va mai vedea.

Figura 2.39: Metoda în amonte folosind steril centrifugat [11, EPA, 1995] Următoarea imagine arată un baraj construit folosind metoda în amonte. Barajul în sine este făcut din piatră de umplutură, fapt ce creează o diferenţă faţă de exemplu de mai sus unde s-a folosit steril centrifugat.

Chapter 1

80 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.40: Baraje ridicate folosind metoda în amonte în cadrul exploatării de la Aughinish Principalul dezavantaj al acestei metode a fost considerat, în trecut, ca fiind elementul de stabilitate fizică a barajului şi de asemenea factorul său de susceptibilitate la lichefiere. Trebuie avut mare grijă în ceea ce priveşte controlul pânzei de apă freatice, lucru ce poate fi foarte uşor rezolvat printr-o drenare corectă. De asemenea, sterilul expus, folosit pentru a construi barajul nu ar trebui să aibă potenţial ARD. Metoda în aval Fracţiunile de steril, separate de către hidrociclon, ar putea fi folosit pentru a forma o zonă structurală completă a barajului sau o mare parte din ea. Mărimea hidrociclonului este selectată astfel încât mai multe care lucrează în paralel pot să facă faţă cantităţii de steril introdus. Folosind banda de transport a sterilului şi hidrocicloanele care sunt iniţial localizate pe creasta barajului de început, scurgerile subterane sunt eliberate în aval pentru a forma barajul, iar supraplinul este eliberat în bazin, după cum se vede în următoarea figură.

Figura 2.41: Construirea în aval a barajului folosind hidrocicloane [11, EPA, 1995] Această metodă se numeşte metoda în aval pentru că înălţimea barajului creşte, şi creasta se mută în aval. Metoda în centru Metoda în aval presupune folosirea a unui volum considerabil de steril pentru baraj, precum şi un teren care va trebui să fie sub amprenta barajului. Cum mare parte din sterilul brut a fost separat prin centrifugare, este insuficient să-i permiţi barajului să meargă înaintea ridicării nivelului bazinului, zona sterilului va trebui să fie suplimentată de o zonă de materiale împrumutate. Ca o alternativă la această opţiune porţiunea în amonte a barajului poate fi compusă din ţărmul format din steril sedimentat. Acest lucru este posibil pentru că partea din amonte este sprijinită progresiv de creşterea sterilului. Structura rezultată este ilustrată în următoarea figură, iar metoda este în general cunoscută ca metoda în centru.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 81

Figura 2.42: Metoda în centru [11, EPA, 1995] Construcţia în amonte folosind malul sau padocul Această metodă tradiţională de construire a barajului de steril foloseşte malul în loc de un hidrociclon pentru a sorta pe mărimi sterilul. Această metodă foloseşte la maxim sterilul în sine pentru reţinerea sa şi poate oferi cel mai ieftin sistem de management al sterilului. Sistemul se bazează pe formarea unui mal satisfăcător prin controlul desfăşurării amenajărilor de descărcare şi prin controlul cantităţii de material care este descărcat în timp în fiecare punct. 2.4.2.3 Depunerea în îndiguire Depunerea hidraulică Sterilul este pompat în bazinul de steril cu solide de la 5 până la 50 %. În unele aplicaţii, mai ales unde sunt baraje convenţionale, descărcarea sterilului în îndiguire poate lua forma unei descărcări într-un singur punct cu capăt deschis. În alte cazuri este de dorit o metodă de depunere mult mai controlată. Aceasta poate încorpora descărcări pe linie sau perimetru sau folosirea hidrociclonilor [21, Ritcey, 1989]. Pentru baraje miniere construite progresiv, amenajările de descărcare sunt dictate de metoda selectată de construire a barajului. Creşterea densităţii materialului depus este accelerată prin acţiuni de drenaj şi evaporare. De aceea eficienţa stocării poate fi crescută depunerea care are loc pe mal. Depunerea îngroşată Sterilul îngroşat are un conţinut de solide de peste 50 %. Acesta permite stocarea eficientă, în termeni de volum al înălţimii barajului, pentru a fi mărită substanţial, din punct de vedere al creşterii depunerilor odată cu conţinutul solid al sterilului. Echipamentul folosit pentru a îngroşa sterilul îl reprezintă cuvele de îngroşare şi/sau filtrele. Tehnici speciale Pentru steril foarte fin, pot fi implicate tehnici speciale, precum excesul de particule brute şi agenţi de floculare. În unele cazuri, este necesar ca tot sterilul să fie depozitat sub apă (de exemplu steril cu potenţial ARD sau probleme severe de praf). Acesta este referită ca fiind depunere subacvatică.

Chapter 1

82 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.4.2.4 Înlăturarea apei libere Scopul de-a lungul dezvoltării îndiguirii este de obicei să se păstreze zona de apă liberă cât mai scăzută şi mică posibil ca o modalitate de management al riscului. Totuşi, acest obiectiv trebuie să fie pus în balanţă cu alte obiective, de exemplu sterilul necesită o anumită cantitate de timp pentru a se decanta în bazin. De asemenea, în unele cazuri apa trebuie să rămână în baraj pentru o anumită perioadă de timp pentru a permite deteriorarea chimicalelor de proces. S-ar putea să fie necesară şi saturarea cu apă a sterilului pentru a evita prăfuirea. Un echilibru bun între nevoia de a menţine nivelul apei scăzut, şi cerinţele contradictorii de a lăsa o anumită cantitate de apă în bazin, poate fi utilizarea unui bazin de limpezire. Acesta permite decantarea mâlului fin şi deteriorarea chimicalelor de proces, pe când nivelul apei din barajul, conţinând sterilul sedimentat, poate fi ţinut la minim. Principala cerinţă pentru înlăturarea cu succes a apei este asigurarea unei amenajări de ieşire, al cărei nivel efectiv poate fi ajustat prin creşterea progresivă a nivelului de îndiguire, sau printr-o pompă care poate realiza o funcţie similară. Apa înlăturată este ori returnată în fabrica de prelucrare minerală şi/sau, de obicei după tratare, descărcată în cursurile naturale de apă. Structura ieşirii, sau "sistemului de decantare" care este termenul normal, este de obicei compusă din două elemente: • o admisie extensibilă şi • un comportament care să conducă deversările departe în baraj. Admisia poate lua forma unui turn vertical sau a unei cădere de apă întemeiată de obicei în pământ natural pe un flanc al îndiguirii şi ocazional pe partea din amonte a barajului. Următoarele figurii prezintă cele trei alternative de bază: • turnul de decantare • cascada de decantare • decantarea pompată.

Figura 2.43: Sistem de decantare în turn [8, ICOLD, 1996]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 83

Figura 2.44: Sistem de decantare în cascadă [8, ICOLD, 1996]

Figura 2.45: Barjă de pompare [8, ICOLD, 1996] Alte opţiuni sunt: • bazinul desecat sau • sisteme de supraplin:

în cadrul barajului în jurul barajului.

Chapter 1

84 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

În plus faţă de mijloacele obişnuite de înlăturare a apei libere, uneori sunt instalate supraplinuri de urgenţă. Ideea este că în caz că sistemul obişnuit cedează, supraplinul de urgenţă va proteja barajul de a se prăbuşi complet. Aceste ieşiri sunt în mod obişnuit sisteme de supraplin din cadrul sau din jurul barajului. Supraplinurile de urgenţă vor fi discutate în capitolul 4. 2.4.2.5 Scurgerea infiltraţiilor Un baraj de steril va influenţa modelul de curgere originală a apelor din pânza freatică prin introducerea unei înclinări hidraulice (diferenţa la capul hidraulic între două puncte divizate prin distanţa parcursă între puncte). Următoarele figuri prezintă modele schematice de curgere a infiltraţiilor pentru condiţii originale de curgere a apelor freatice şi pentru următoarele tipuri principale de baraje: • carieră existentă • localizare într-o vale • localizare în afara văii • pe pământ plat. Introduse în Secţiunea Error! Reference source not found..

Curgerea naturală a apelor freatice Scurgerea infiltraţiilor după plasarea sterilului

Carieră existentă: GS

GWL

GSGWL

Localizare într-o vale:

GSGWL

GSGWL

Localizare în afara unei văi:

GSGWL

GSGWL

Pe pământ plat:

GS

GWL

GSGWL

Figura 2.46: Scenarii simplificate de curgere a infiltraţiilor pentru diferite tipuri de iazuri de decantare pentru steril

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 85

Trebuie observat că acestea sunt scheme simplificate dublu-dimensionale. În realitate modelul de curgere propriu-zisă va fi influenţat de factori precum: • proprietăţi ale barajului • nivelul apei din baraj • permeabilitatea formaţiunilor de dedesubt • straturi ale solului • regimul original al curgerii apelor freatice. În Secţiunea 4.3.10. sunt discutate diverse situaţii de management şi control al infiltraţiilor pentru diverse situaţii. 2.4.2.6 Prevederi pentru inundaţii În timpul activităţii, capacitatea de descărcare ar trebui să poată să facă faţă evenimentelor extreme previzibile de inundaţii. Acestea se bazează pe Maxima Inundaţie Probabilă (PMF), de obicei definită ca inundaţia o dată la 10000 de ani sau inundaţia care apare de două sau trei ori în 200 de ani. PMF se bazează în mod normal pe o serie de ipoteze locale (de exemplu perioada de topire a zăpezii, ploaia persistentă în timpul unui număr de zile, plus apariţia unui eveniment de precipitaţii extrem) care permit dezvoltarea unui hidrograf. Hidrograful este o curbă a curgerii (capacitatea necesară de descărcare) ca o funcţie de timp la un anumit punct al sistemului studiat. Ca o regulă dictată de experienţă, se poate spune că capacitatea proiectată de descărcare este de aproximativ 2,5 ori mai mare decât cea mai mare curgere măsurată în orice punct. Documentul finlandez “Reguli practice de siguranţă a barajelor” (http://www.vyh.fi/eng/orginfo/publica/electro/ damsafet/damsafe.htm) din Anexa 12 din acest cod oferă informaţii despre cum se determină modelul pentru inundaţii ca şi modelul pentru evacuare. 2.4.3 Steril îngroşat Aplicarea managementului sterilului îngroşat necesită folosirea unor utilaje mecanice de deshidratare a sterilului până la 50 – 70 %conţinut solid. Sterilul este apoi depozitat în straturi în zona de depozitare, pentru a permite deshidratarea ulterioară, printr-o combinaţie de scurgere şi evaporare [11, EPA, 1995].

Chapter 1

86 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.47: Schiţa operaţiunilor de management a sterilului îngroşat [11, EPA, 1995] 2.4.4 Haldele de piatră reziduală şi de steril Sterilul provenit din exploatarea potasei şi din minele de cărbune şi fier este depozitat în halde. Cantităţi crescute de piatră reziduală sunt administrate în cele mai multe mine metalice de suprafaţă. Transportul este asigurat cu banda transportoare sau cu camioanele. Haldele sunt supravegheate pentru monitorizarea stabilităţii structurii. Alunecarea de suprafaţă este colectată şi tratată, dacă este necesar, înainte de descărcare, sau poate fi depusă în iazuri de decantare sau în bazine separate de retenţie. Sterilul grosier şi sedimentele miniere sunt de obicei stabile din punct de vedere geotehnic. Asprimea materialului, însăşi acţiunea de aruncare din camion, răspândirea şi compactarea în straturi subţiri folosind un utilaj tractat şi uneori a unui compresor vibrator, toate acestea contribuie la stabilizarea materialului înainte şi după depozitare. În afară de stabilitatea haldei în sine, în proiectarea şi operarea haldelor mai trebuie luată în considerare stabilitatea straturilor de susţinere. Emisia de praf din halde poate fi semnificativă. În cazul depozitării de pe bande rulante, operaţiunea trebuie oprită în condiţii de vânt. Dacă sterilul sau sedimentele miniere sunt transportate cu camionul, rutele de transport pot necesita stropirea cu apă în perioadele secetoase. Ameliorarea progresivă a solului, dacă este posibilă, ajută la prevenţia eroziunii şi prăfuirii. 2.4.5 Rambleiajul Rambleiajul reprezintă reintroducerea materialului în zonele golite în timpul procesului minier la locul de extracţie. Aceste materiale sunt de obicei strat de copertă, piatră reziduală şi steril, singure sau în combinaţie cu alte produse (de exemplu ciment). Dacă în golurile miniere sunt introduse alte materiale, care nu provin din operaţiunile miniere, cum ar fi zgură de topitorie, această operaţiune se numeşte plombare. În unele cazuri materialul plombat nu îndeplineşte un scop geotehnic, ci este folosit pentru eliminarea lui. În unele cazuri piatra minieră de grad rezidual sau neeconomic poate fi rambleiată sau depozitată temporar în facilităţi nefuncţionale. Uneori, acest proces este numit „punere deoparte”. Sterilul uscat şi cel aflat în suspensie este folosit uneori ca rambleu în mine subterane, în exploatări abandonate sau în porţiuni de mine active. În cele mai multe cazuri rambleul este folosit pentru umplerea zonelor exploatate cu scopul de a :

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 87

• în minele subterane: asigura stabilitatea terenului reduce subsidenţa subterană şi de suprafaţă consolida acoperişul minei, astfel încât alte părţi ale zăcământului de

minereu să poată fi extrase şi pentru a creşte siguranţa oferi o alternativă eliminării de suprafaţă îmbunătăţi ventilaţia.

• în minele de suprafaţă: motive de dezafectare/peisagistice motive de siguranţă minimalizarea efectelor negative asupra mediului (spre deosebire de

construcţia de bazine sau halde) minimalizarea riscului de prăbuşire prin rambleiaj în locul construcţiei unui

bazin sau a unei halde noi. Pe lângă avantajele pentru operaţiunea minieră în sine (vezi lista de mai sus), rambleiajul scade de asemenea remanierea suprafeţei. Datorită creşterii în volum rezultate din separările prin reducerea dimensiunilor, maxim 50% din tonajul extras poate fi rambleiat. Aceasta înseamnă că, în cazurile în care gradul minereului este mai mic de 50%, nu va fi posibil rambleiajul întregii cantităţi de steril. Prin urmare, o TMF de suprafaţă poate fi necesară în aceste cazuri, în plus faţă de rambleiaj. Există patru feluri de rambleu de mină:

1. rambleu uscat 2. rambleu cimentat 3. rambleu hidraulic 4. rambleu pastă.

[94, Life, 2002] Rambleul uscat Rambleul uscat este format în general din nisip neclasificat, piatră reziduală, steril şi zgură din topitorii. Rambleul este transportat subteran prin aruncarea lui printr-un puţ îngust (sau rostogol vertical) direct într-un abataj sau la un nivel de unde poate fi tractat la un abataj cu încărcătoare sau camioane. În ciuda numelui, rambleul uscat conţine de obicei puţină umezeală adsorbită la suprafaţă. Acest tip de rambleu e potrivit pentru metoda mecanizată de „exploatare cu rambleu” sau pentru alte metode care nu necesită rambleu structural. [94, Life, 2002] Rambleul cimentat Rambleul cimentat este format în general din piatră reziduală sau steril grosier amestecat cu mortar sau suspensie de cenuşă zburătoare, pentru a întări legăturile între fragmentele de rocă. Toate metodele de aşezare implică amestecarea prealabilă a pietrei şi a mortarului într-un siloz, înainte de umplerea golurilor (abataj simplu sau frontal) sau strecurarea suspensiei deasupra pietrei deja depozitate. Sedimentele miniere sau sterilul pot fi clasificate sau neclasificate. Rambleul cimentat conţine un amestec de agregat grosier (<150 mm) şi fin (fracţiunea <10 mm). Concentraţia mortarului este de 55% din greutate (raportul apă/ciment de 1:1,2). Rambleul cimentat este folosit la metoda prin abataj deschis cu găuri la mare adâncime, exploatare cu rambleu şi alte metode în care este necesară un rambleu structural. [94, Life, 2002] Rambleul hidraulic Rambleul hidraulic este format din steril clasificat sub formă de mâl sau din depozite naturale de nisip exploatate la suprafaţă. Rambleul hidraulic este preparat prin deshidratarea fluxului de steril rezultat din procesarea minereului până la o densitate a pastei de aproximativ 65 – 70% solide şi apoi prin trecerea acestuia prin hidrociclon pentru înlăturarea „şlamului”, care reţine fracţiunea grosieră pentru rambleiaj. Fracţiunea fină este îndepărtată pentru a îmbunătăţi capacitatea de drenaj a rambleului, care va duce la o mai bună stabilitate. Amestecul de rambleiaj este pompat hidraulic de la suprafaţă la abataj printr-o reţea de conducte şi sonde. Nisipul obţinut din gropile de împrumut de la suprafaţă va fi

Chapter 1

88 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

sortat înainte de folosirea sa într-o instalaţie de rambleiaj, pentru înlăturarea particulelor supradimensionate, care ar putea înfunda linia de rambleiaj. Rambleul hidraulic poate fi cimentat sau necimentat. Sterilul sau fracţiunea de steril potrivită pentru rambleiaj hidraulic depinde de câţiva factori, cum ar fi:

• granulaţia • panta de granulaţie (cu cât e mai abruptă cu atât mai bine) • forma particulelor (se preferă silicaţii rotunzi în locul celor plaţi).

În general, rambleul hidraulic are coeficienţi de permeabilitate care variază între 1 x 10-7 m/s şi 1x10-4 m/s, ceea ce corespunde unei granulaţii de 35 µm – 4 mm. Montarea hidraulică a rambleului conduce la o structură laxă a umplerii, cu un raport al golurilor de 0,70. În practică se dezvoltă adesea o coeziune aparentă în rambleul necimentat, care creşte rezistenţa de rupere la forfecare a rambleului. În unele condiţii de minerit se poate menţine o suprafaţă verticală de 3 – 4 cm. Vibraţiile exploziilor din apropiere pot, de asemenea, să comprime rambleul şi să crească creşte rezistenţa de rupere la forfecare. Pentru a preîntâmpina lipsa de coezinune reală în rambleu, se adaugă ciment şi alţi lianţi. A ase nota că rezistenţa rambleului scade cu creşterea conţinutului de apă şi că, pentru transportul rambleului hidraulic, conţinutul necesar de apă este mult peste necesarul de hidratare a cimentului. Prin urmare, operatorii minieri se orientează către o folosire mai scăzută a apei în rambleu, pentru a diminua consumul de ciment şi lianţi. Sunt necesare viteze de curgere de peste 2 m/s pentru a menţine o dispersie omogenă a componentelor de rambleu în mâl. [94, Life, 2002] Rambleul pastă Rambleul pastă este un rambleu cu densitate mare (>70% solid, în funcţie de densitatea solidelor). Pentru a pompa material la această densitate, este necesar un component cu fracţiuni fine. Ca o regulă generală, fracţiunea fină (<20 µm) trebuie să fie de cel puţin 15% din greutate. Rambleul pastă este pompat de pompe cu piston, de acelaşi tip care se foloseşte la turnarea betonului. Sterilul rezultat din procesarea minereului se poate folosi în totalitate pentru realizarea rambleului pastă. Produsul final are un raport al golurilor mai scăzut, prin urmare rambleul este mai dens. [94, Life, 2002] 2.4.6 Managementul subacvatic al deşeurilor Deversarea în mare/lac În zonele miniere unde este probabilă generarea de aciditate a sterilului, managementul de adâncime în lacuri, mare sau cu ajutorul submarinelor este uneori o metodă acceptabilă. Secţiunea 2.7.3 arată un exemplu în care forţa motrice în aplicarea acestei tehnici este lipsa de spaţiu pentru depozitarea de suprafaţă a sterilului. Deversarea în râuri Această practică este aplicată pentru materialele solubile în apă (cum ar fi sarea). Unele mine de potasiu deversează apele saline în râuri. Deşeurile insolubile nu sunt deversate în ape curgătoare de suprafaţă. 2.4.7 Moduri de cedare a barajelor şi haldelor Următoarele moduri de cedare sunt de obicei luate în considerare în dezvoltarea unei strategii de management al deşeurilor:

• instabilitatea • supraîncărcarea barajelor • eroziunea internă.

De asemenea, ar trebui considerate siguranţa pe termen lung şi alte moduri de cedare în afară de ruperea completă a digului, cum ar fi:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 89

• scurgerile • praful • eroziunea pe termen lung.

Sterilul îşi poate păstra potenţialul de risc o perioadă mare de timp, ceea ce necesită măsuri eficiente de a stăpâni aceste riscuri pe termen lung. Din raportul Grupului Operativ Internaţional care evaluează accidentele de la Baia Mare şi Baia Borşa, se poate observa că de obicei există o combinaţie de motive pentru eşuarea barajelor miniere. Pe scurt, în aceste cazuri accidentele au fost cauzate de:

• în primul rând, folosirea unui proiect inadecvat • în al doilea rând, de acceptare a acelui proiect de către autorităţile competente şi • în al treilea rând, de monitorizarea şi construcţia, operarea şi întreţinerea neadecvate.

Defecte de proiect: • s-a folosit un sistem cu circuit închis, fără prevederi specifice pentru evacuarea /depozitarea

de urgenţă a apei în exces • zidul barajului avea o construcţie inadecvată, datorită lipsei de omogenitate a sterilului • hidrociclonii erau nefuncţionali la temperaturi foarte scăzute.

Defecte operaţionale: • eşecul observării cerinţelor de proiectare în ceea ce priveşte gradaţia deşeurilor la construcţia

barajului. [116, Nilsson, 2001] 2.5 Caracteristicile şi comportamentul sterilului Caracteristicile sterilului determină comportamentul acestuia. În combinaţie cu localizarea, aceşti factori determină în mare măsură tipul de management. Tabelul următor arată modul în care unele caracteristici ale sterilului influenţează comportamentul acestuia.

Caracteristicile sterilului Comporta-

mentul sterilului

Granulaţia Fracţiune fină

Supra-faţă

specifică

% Solid

Reactivi pH Influenţa infiltraţiei

acide

Proprie-tăţile

suprafeţei

Forma particulei

Permeabilitate X X X - - - - X X Plasticitate X X X - - - - - X Rezistenţa la forfecare X X X - - - - X X

Compresibilitate X X X - - - - X X Tendinţa la lichefiere X X X X - - - X X

Proprietăţi chimice - X1 X1 - X X X X X

Densitate (în depozit şi relativă)

X X X - - - - X X

Consolidare X X X - - - - X X Prăfuire X X - X - - - - - Toxicitatea reziduurilor X2 - X2 - X3 X X X -

Livrarea sterilului X X - X - - X - -

Depozitare X X - X - - X - - Managementul apei libere X X - X X3 X X - -

Fluxul de infiltraţie X X X X - - - X X

Siguranţa pe termen lung X X X - - - - X X

Chapter 1

90 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Managementul infiltraţiei acide X X X - - X X X -

Emisiile în aer X X - X - - - - - Emisiile în apă X X - X X3 X X X - Emisiile în sol X X - X X3 - X - - Tratamentul apei reziduale X X X X X3 X X X X

Construcţia barajului X X X X X3 X X X X

Monitorizare - X - - X3 X X - - Dezafectare şi urmărire X X X X X3 X X X X

1) Datorită disponibilităţii crescute/alterate 2) Dacă sterilul producător de infiltraţii acide este expus în atmosferă 3) Nu este obligatorie dacă apa este îndepărtată (de ex. prin filtrare) înainte de depozitarea sterilului

Tabel 2.3: Efectele caracteristicilor sterilului asupra proprietăţilor de construcţie şi a comportamentului de siguranţă/de mediu al sterilului. În combinaţie cu tabelul 2.2, acest tabel arată o legătură între tehnica de procesare a minereului şi caracteristicile, proprietăţile de construcţie şi comportamentul de siguranţă/de mediu al sterilului. Cele două tabele mai pot citite şi „invers”. Aceasta înseamnă că, în funcţie de comportamentul sterilului, se poate recunoaşte ce etapă de procesare a minereului are impact asupra acestuia. 2.6 Închiderea, reabilitarea şi urmărirea facilităţilor De obicei o mină, împreună cu uzina de prelucrare a minereului şi cu facilităţile de steril şi piatră reziduală, vor funcţiona câteva decenii. Golurile miniere (care nu fac parte din obiectivul acestei lucrări), sterilul şi sedimentele miniere persistă însă mult timp după încetarea activităţii miniere. Prin urmare, trebuie să se acorde o atenţie specială închiderii, reabilitării şi urmăririi corespunzătoare ale acestor facilităţi. În multe cazuri sterilul şi sedimentele miniere nu conţin substanţe dăunătoare mediului înconjurător. În aceste cazuri, în timpul etapei de închidere, operatorul se va asigura că apa este drenată din bazinul de steril, pentru a păstra stabilitatea fizică, şi că apoi barajele vor fi aplatizate pentru a permite accesul utilajelor. Bazinele şi haldele vor fi apoi pregătite pentru folosirea ulterioară, ceea ce în majoritatea cazurilor înseamnă acoperirea cu sol a bazinelor şi/sau haldelor şi vegetarea lor. În unele cazuri aceste facilităţi se mai pot folosi, de exemplu pentru mineritul potasei. Haldele de steril conţin peste 90% sare, care poate fi o viitoare resursă economică, când alte depozite vor fi golite sau la distanţă prea mare de pieţele lor. În alte cazuri, tehnicile de procesare a minereului se pot dezvolta, astfel încât mai multe minerale să poată fi extrase în mod profitabil. Menţinerea accesibilă a deşeurilor, în vederea unor posibile exploatări viitoare, este prin urmare un obiectiv dezirabil. Dacă facilităţile de steril şi piatră reziduală conţin substanţe periculoase pentru mediul înconjurător, trebuie luate alte măsuri. Aceste măsuri sunt îndreptate către stabilitatea acestor facilităţi, concomitent cu minimalizarea viitoarei monitorizări. În general, problemele majore care trebuie luate în considerare la dezafectare şi închiderea zonelor de management al sterilului şi sedimentelor miniere includ, pe termen lung:

• stabilitatea fizică a construcţiilor • stabilitatea chimică a sterilului şi a sedimentelor miniere • folosirea ulterioară a pământului.

Zonele de TMF ale unei mine ar trebui să fie stabile în condiţii extreme, cum ar fi inundaţii, cutremure şi forţe disruptive continue, incluzând eroziunea eoliană şi acvatică, astfel încât să nu fie riscante pentru sănătatea şi siguranţa publică sau pentru mediu. [12, K. Adam, ] Dacă sterilul şi/sau sedimentele miniere conţin minerale sulfurice, se poate crea o descărcare acidă. Deşi infiltraţia acidă este un fenomen care poate avea loc în timpul operaţiunilor, ea devine o problemă abia după închiderea facilităţilor. În timpul funcţionării, iazurile de decantare sunt de obicei saturate şi

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 91

golurile pline cu apă. Prin urmare, oxidarea chimică este limitată în timpul funcţionării. Oxidarea piritei are loc şi devine o problemă în etapa de închidere a operaţiunilor, când de obicei nivelul apei din interiorul sterilului scade şi aerul ocupă golurile. Reabilitarea unei locaţii are ca scop transformarea zonei în ceva de care societatea locală are nevoie şi de care se poate folosi. Bineînţeles, aceasta trebuie să fie compatibilă cu stabilitatea pe termen lung a zonei (vezi secţiunea 4.2.4.1.). [118, Zinkgruvan, 2003] Pot apărea probleme în încercarea de a restaura vegetaţia în zone generatoare de aciditate, cu un conţinut crescut în metale sau care au o textură grosieră şi sunt incapabile de a reţine nutrienţi sau apă. Câteva rapoarte, cum ar fi „ Restaurarea şi revegetarea haldelor şi lagunelor de steril provenit din minele de cărbune” 6, „Recuperarea şi managementul minelor metalifere” 7 şi „Sistematizarea şi revegetarea deşeurilor de caolin” 8, oferă îndrumare în această privinţă. 2.7 Acidifierea haldelor - Acid Rock Drainage (ARD) Este disponibilă o cantitate mare de literatură recentă pentru o descriere completă şi corectă din punct de vedere ştiinţific a tuturor aspectelor relevante care privesc generarea de ARD. Sunt disponibile gratis pe internet (www.mimi.kiruna.se) rapoarte recent publicate, de înaltă calitate, realizate în scop de cercetare, care includ referinţe substanţiale, despre: oxidarea sulfurilor (Herbert, 1998); modelare predictivă (Destouni et al., 1998); prevenţia şi controlul poluării din produsele de steril şi piatră reziduală (Elander et al., 1998); studii de laborator ale proceselor cheie (Herbert et al., 1998); studii şi caracterizări de teren (Öhlander et al., 1998); şi despre modelare biogeochimică (Salmon, 1999). Referinţele menţionate mai sus sunt incluse doar ca exemple, un număr semnificativ din aceste publicaţii sunt rezultatul unor iniţiative de cercetare care sunt întreprinse în prezent sau care s-au desfăşurat în ultimii 15 – 20 ani, în cadrul programelor de cercetare mai mari, cum ar fi MEND, Post-MEND, AFR, MiMi, MIRO, INAP, PYRAMID şi ERMITE. Ţările cele mai active în domeniul cercetării au fost până acum Canada, Australia, Statele Unite, Suedia, Norvegia şi Marea Britanie. Această secţiune are ca scop să redea un scurt rezumat al proceselor chimice implicate în generarea şi consumul de acid. A se nota faptul că (s) este prescurtarea pentru starea solidă şi (g) pentru cea gazoasă. Oxidarea sulfurilor (generarea de acid) Mineralele sulfurice extrase din roca de bază s-au format în condiţii puternic reducătoare, care au făcut ca sulful să se prezinte în stările de oxidare cele mai joase. Cele mai frecvente sulfuri sunt cele de fier (pirită FeS2(s) şi pirotită FeS(s)). Aceste sulfuri de fier coexistă frecvent cu alte sulfuri cu valoare economică mai mare, cum ar fi calcopirita (FeCuS2(s)), galena (PbS (s)), sfaleritul (ZnS(s)), sau cu sulfuri de foarte scăzută valoare economică, cum ar fi arsenopirita (FeAsS2(s)). În roca de bază nealterată, stratul superficial supraiacent şi apa subterană minimalizează contactul cu oxigenul. Acestea aproape elimină oxidarea sulfurilor. Când sulfurile sunt expuse unei atmosfere oxidative şi umede, cum este cea din activitatea minieră, încep să se oxideze (descompună, dizolve etc). Acest proces este exemplificat de oxidarea piritei (FeS2(s)) cu oxigen şi apă:

6 Richards, Moorehead and Laing Ltd (1996), Restoration and revegetation of collieryspoil tips and lagoons, United Kingdom, HMSO,

Department of the Environment, ISBN 0 11 753315 7 7 Armstrong W.(1993) Landscaping and re-vegetation of china clay wastes – main report, United Kingdom, HMSO, Department of the

Environment, ISBN 0 11 752843 9 8 Armstrong W.(1993) Landscaping and re-vegetation of china clay wastes – main report, United Kingdom, HMSO, Department of the

Environment, ISBN 0 11 752843 9

Chapter 1

92 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

FeS2(s) + 7/2O2 + H2O → Fe2+ + 2SO42- + 2H+ (1)

Oxidarea sulfurilor, un proces exoterm, slab controlat din punct de vedere cinetic, poate avea loc în prezenţa altor oxidanţi, cum este fierul feric, Fe3+ după reacţia: FeS2(s) + 14Fe3+ + 8H2O → 15Fe2+ + 2SO4

2- + 16H+ (2) Oxidarea sulfurilor, în special a piritei, şi procesele care influenţează rata de oxidare a sulfurilor au fost intens studiate în ultimele decenii. Dintre diverşii factori ce influenţează rata de oxidare a sulfurilor, cel mai important s-a descoperit a fi oxigenul. Pentru menţinerea unei oxidări continue, oxigenul trebuie să fie alimentat din atmosfera înconjurătoare. Acest fapt este valabil pentru oxidarea sulfurilor cu oxigen (reacţia 1), cât şi indirect pentru oxidarea sulfurilor cu fier feric (reacţia 2), din moment ce oxigenul e necesar pentru oxidarea fierului feros la fierul feric, după reacţia: Fe2+ + 1/4O2 + H+ → Fe3+ + 1/2H2O (3) Fierul feric poate contribui la oxidarea sulfurilor (reacţia 2), sau se poate hidroliza şi precipita sub formă de oxihidroxid feric (predominant la pH>3,5), după reacţia Fe3+ + 2H2O ↔ FeOOH(s) + 3H+ (4) Există indicaţii conform cărora trecerea ciclică a fierului în stările de oxidare feroasă şi ferică este un proces cheie în facilităţile anaerobe de management al sterilului şi sedimentelor miniere. Studii de teren au arătat însă că rata de oxidare totală a sulfurilor este dramatic redusă prin aplicarea de bariere împotriva difuziunii oxigenului. Rezultatele modelărilor biogeochimice, calibrate datelor de teren obţinute de la un depozit acoperit de steril, nu au arătat că oxidarea piritei cu fier feric ar juca un rol semnificativ în depozitul remediat. Cum s-a descris mai sus, s-a descoperit că mai mulţi factori influenţează rata de oxidare a sulfurilor, cum ar fi activitatea bacteriană, pH-ul, Eh (concentraţia oxigenului), temperatura şi procesele galvanice între diferite sulfuri. Acestea s-au studiat în mare parte şi s-au dezvoltat expresii numerice (legile ratelor) pentru oxidarea piritei în diverse condiţii. Aceste legi ale ratelor sunt disponibile în literatură. În orice caz, în condiţii naturale,cum ar fi cele din depozitele de steril şi piatră reziduală, aceşti factori variaţi sunt codependenţi şi influenţaţi de alţi factori, cum ar fi suprafaţa disponibilă pentru oxidare, determinată de granulaţie, mineralogie, hidrologie şi disponibilitatea mineralelor de tampon etc şi vor fi descrişi în secţiunile următoare. Dizolvarea mineralelor tampon (consumul de acid) Dacă mineralele tampon sunt imediat disponibile în steril sau piatră reziduală, acidul produs prin oxidarea mineralelor sulfurice (reacţiile 1 plus 2) şi precipitatul de oxihidroxid de fier (reacţia 4) vor fi consumate prin dizolvarea mineralelor tampon, ilustrată aici prin dizolvarea calcitului CaCO3(s) + 2H+ → Ca2+ + CO2(g) + H2O (5) Dizolvarea calcitului este o reacţie rapidă în comparaţie cu oxidarea piritei şi prin urmare se presupune a fi în echilibru, adică acidul este consumat la rata la care este produs. Dacă nu sunt destule minerale tampon imediat disponibile sau dacă se consumă în timp, pH-ul în drenaj poate scădea şi solubilitatea metalelor dizolvate va creşte. Acest proces este numit ARD (acid rock drainage). Acidul mai este consumat prin dizolvarea altor minerale tampon, cum ar fi silicaţii de aluminiu, dar de obicei la o rată scăzută, care nu poate ţine pasul cu producţia de acid rezultată din descompunerea sulfurilor, deoarece dizolvarea silicaţilor de aluminiu este un proces controlat cinetic. Consumarea acidului prin dizolvarea silicaţilor de aluminiu este ilustrată mai jos prin dizolvarea feldspatului de potasiu, muscovitului şi biotitului. KAlSi3O8(s) + H+ + 9/2 H2O → K+ + 2H4SiO4 + 1/2Al2Si2O5(OH)4(s) (6) KAl2(AlSi3O10)(OH)2(s) + H+ + 3/2 H2O → K+ + 3/2Al2Si2O5(OH)4(s) (7)

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 93

KMg1.5Fe1.5AlSi3O10(OH)2(s)+7H++1/2 H2O→ K++1.5 Mg2++1.5Fe2++2H4SiO4+1/2Al2Si2O5(OH)4(s) (8) 3 PROCEDURI ŞI TEHNICI APLICATE Următoarele tabele rezumă mineralogia, tehnicile miniere şi procesarea mineralelor tratate în acest document. În plus, ele accentuează câteva exemple dintre factorii cei mai importanţi în managementul sterilului şi sedimentelor miniere, şi anume caracteristicile acestora, metode de management aplicate, măsuri aplicate pentru siguranţa facilităţilor şi prevenţia accidentelor şi planurile de închidere şi urmărire. A se nota că, în afara cazurilor care menţionează altfel, minereul este redus în dimensiuni în cursul procesării prin zdrobire şi măcinare. Sortarea este de asemenea o etapă în circuitul de reducere în dimensiuni. Ca parte a programului de prevenţie a accidentelor, se practică inspectarea vizuală şi măsurarea suprafeţei freatice cu piezometre în baraje. În operaţiunile subterane sedimentele miniere rămâne de obicei în subteran. Dacă nu se menţionează altfel, sedimentele miniere din exploatările de suprafaţă este administrată în halde din apropiere, unde apa de drenaj este colectată. Trebuie notat că ambele tabele rezumă informaţia despre managementul sterilului şi sedimentelor miniere. Aceasta însă nu permite în general extrapolări ale informaţiei, deoarece o operaţiune de extragere a aceluiaşi material poate funcţiona în condiţii complet diferite şi ar putea aplica metode diferite de management al sterilului şi sedimentelor miniere.

Chapter 1

94 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Mineral Mineralogie Tehnică minieră Procesarea minereului Caracteristicile sterilului Managementul sterilului Siguranţă şi prevenţia accidentelor

Dezafectare şi urmărire

Aluminiu

Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO TiO2

Exploatare la suprafaţă şi subterană, o singură mină în Europa, în special minereu importat

Procedeul Bayer pH crescut, mâl roşu: d80<10 µm, nisip de procesare: d80<1000 µm

În suspensie sau îngroşat Rutină de monitorizare Deshidratare şi acoperire uscată, tratarea cantităţii evacuate

Metale de bază

În principal sulfuri

Exploatare la suprafaţă şi subterană (metoda de exploatare cu rambleu, cu camere şi stâlpi, abataj cu gaură pentru explozii)

Flotaţie, la Boliden leşiere cu cianuri pentru Au

d80: 50 – 100 µm, uneori potenţial de ARD

În suspensie, la Lisheen subacvativ, de obicei bazine mari: 35 – 1450 ha, o parte rambleiat (fracţiunea grosieră)

Manual OSM , evaluări independente, echilibrul apei

Deshidratare şi acoperire uscată sau umedă

Crom 26 % Cr2O3 Exploatare la suprafaţă Mediu dens şi separare magnetică

Conţine Cr şi Ni În suspensie Evaluări independente Fără planuri

Fier Magnetit de fosfor, carbonaţi de fier

Exploatare la suprafaţă (Erzberg), subterană (la scară largă sau prin subetaje)

Separare prin mediu dens şi separare magnetică

Fără potenţial de ARD, Kiruna: în principal SiO2 şi FexOy

Fracţiunea fină: în suspensie, cea grosieră: halde

Manual OSM , evaluări independente, măsurători de subsidenţă

Deshidratare şi acoperire uscată

Mangan MnO2 Subterană Doar zdrobire Fără steril Metale preţioase

Sulfuri complexe, aur nativ, pălărie de fier, etc.

Exploatare la suprafaţă şi subterană

Leşiere cu cianuri, spirale, masă oscilantă

Unele tipuri au potenţial ARD, în cazul leşierii cu cianuri: conţin cianuri, metale complexe, cianat, tiocianat

În suspensie, o parte rambleiat (fracţiunea grosieră), distrugere cu cianuri

Evaluarea riscului, calcule de stabilitate, planificări ale experţilor externi, manuale OSM, evaluări independente, piezometre, înclinometre

Deshidratare şi acoperire uscată şi umedă, ridicarea oglinzii apei subterane

Wolfram (Fe, Mn)WO4, CaWO4

Subterană (abataj prin subetaje, exploatare prin subetaje, cu rambleu)

Flotaţie, separare prin mediu dens, mese oscilante

d80=100 µm, fără potenţial de ARD

În suspensie, o parte rambleiat (fracţiunea grosieră)

Implicarea experţilor externi şi a autorităţilor

Deshidratare şi acoperire uscată

Baritină BaSO4 Exploatare la suprafaţă şi subterană

Toate tehnicile, de ex oscilator, mediu dens, flotaţie

Frecvent fără steril, fracţiunea fină ca suspensie, uneori rambleiată; cea grosieră în halde sau vândută ca agregate

Boraţi B2O3 Exploatare la suprafaţă şi subterană

Dizolvare, cristalizare, uscare/răcire

Steril grosier iniţial în halde, apoi rambleiat, suspensia în bazine

Feldspat ortoclaz, albit, anortit

Exploatare în carieră Uneori fără, altfel separare optică, flotaţie, separare electrostatică sau magnetică

Solidele conţin nisipuri fine şi mică, 10 % oxizi de fier, agenţi de floculare, apa: pH 4.5, fluor

Steril grosier în halde, suspensiile ca rambleu sau în bazin

Evaluări topografice

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 95

Mineral Mineralogie Tehnică minieră Procesarea minereului

Caracteristicile sterilului

Managementul sterilului Siguranţă şi prevenţia accidentelor

Dezafectare şi urmărire

Fluorină CaF2 (în unele cazuri şi PbS)

Exploatare la suprafaţă şi subterană (exploatare cu rambleu, cu camere şi stâlpi)

Flotaţie, separare prin mediu dens

În principal siliciu (90 %), oxizi de Fe şi Al

Rambleiaj şi refolosirea apei, suspensiile în bazine, într-un singur caz sterilul fin în mare

Suprafaţa freatică cu piezometre

Perioadă de urmărire de 10 ani, monitorizarea metalelor grele, finanţare pentru închidere/urmărire

Caolin Caolinit, cuarţ, mică, reziduuri de feldspat

Exploatare în carieră Fără mărunţire, separare magnetică, flotaţie

Nisipuri fine şi mică, <1 % oxizi de fier, agenţi de floculare, apă: pH 4.5, fosfaţi, sulfaţi, inhibitori de spumare

Sterilul grosier în halde, suspensiile în bazine căptuşite cu argilă, într-un singur caz fracţiunea fină deshidratată este transferată în halde

Fluxul infiltratului, mişcarea verticală şi orizontală a crestei barajului, planuri de urgenţă

Deshidratare şi acoperire uscată

Calcar/carbonat de calciu

97 – 98 % CaCO3, <1 % MgCO3, <1 % SiO2

Exploatare la suprafaţă /în carieră

Calcar: spălare; carbonat de calciu: separare magnetică, flotaţie

Calcar <0.25 mm Suspensiile în bazine, într-un singur caz bazinul este o veche carieră, uneori suspensia e uscată şi sterilul depozitat în halde

Calcule de stabilitate folosind DIN, managementul calităţii în timpul construcţiei barajului, modificările din baraj sunt înregistrate, revizii anuale, evaluări independente

Deshidratare şi acoperire uscată

Fosfat Apatită (10 %), mică de flogopit (65 %), carbonaţi (20 %) şi silicaţi (5 %)

Exploatare la suprafaţă

Flotaţie Suspensiile în bazine Control monitorizat şi on-line al nivelului apei, cu alarme în uzine, măsurători ale scurgerii, măsurători de mişcare a barajului

Stronţiu Exploatare la suprafaţă

Într-un caz fără, în altul mediu dens şi flotaţie

Sterilul grosier este rambleiat, flotaţia suspensiilor în bazine

Bazin nou izolat, cu barajul construit la înălţimea finală

Talc Talc, carbonaţi, cloriţi şi sulfuri

Frecvent doar mărunţire, uneori flotaţie

Flotaţia suspensiilor în bazine, care prin deshidratare devin halde

Controlul apei infiltrate, manuale de siguranţă, rapoarte anuale

Potasiu Silvinit carnalitit sare dură kainitit şi alte săruri

Subterană (cu camere şi stâlpi, abataj frontal, abataj prin subetaje)

Leşiere caldă, flotaţie, separare electrostatică, separare în mediu dens

Steril lichid şi solid, ce conţine clorură de sodiu şi alte săruri, argilă şi anhidrit

Sterilul solid în halde, cel lichid în puţuri adânci sau ape de suprafaţă; într-un singur caz deversarea în mare a lichidelor şi solidelor, o parte din sterilul solid este rambleiat

Rapoarte anuale, înclinometre ale versanţilor, monitorizare seismică

Haldele rămân neschimbate şi dispar cu timpul

Cărbune Carbon, cenuşă, sulf

În Spania şi UK-unele la suprafaţă, altele în subteran (abataj frontal)

Fracţiunea grosieră în şabloane sau mediu dens, flotaţie pentru fracţiunea fină

Argilă, marnă, gresie, sulfuri, câţiva reactivi; poate fi radioactiv

Rambleiajul este adesea prea costisitor, sterilul grosier în halde sau mine vechi, cel fin în bazine, vândut sau filtrat în halde

În unele zone monitorizare seismică

Halde integrate în peisaj, aprobate de autorităţi şi de comunităţi

Tabel 3.1: Rezumatul procedurilor aplicate în managementul sterilului

Chapter 3

96

Mineral Caracteristicile

sedimentelor miniere

Managementul sedimentelor miniere

Siguranţă şi prevenţia

accidentelor

Dezafectare şi urmărire

Metale de bază

Uneori are potenţial ARD

Într-un singur caz management selectiv al sedimentelor miniere cu ARD şi non-ARD, uneori folosită la construcţia barejelor, într-un singur caz ca rambleu, colectarea scurgerilor de suprafaţă

Pantă 1:3 Acoperire cu vegetaţie, cu strat prefabricat pentru a reduce generarea de ARD

Crom Rambleiajul subteran al întregii cantităţi de piatră reziduală

Fier Fără potenţial ARD net, posibilă leşiere cu nitrat de amoniu

În halde, în acelaşi loc cu sterilul grosier

Pantă 1:2 Acoperire cu vegetaţie folosind sol şi seminţe, monitorizarea pe termen lung a scurgerilor

Metale preţioase

În halde, pentru construcţia barajelor sau ca rambleu într-o mină de suprafaţă

Într-o singură locaţie acoperire cu strat de sol vegetal

Baritină Uneori vândută ca agregate sau rambleu

Fluorină Rambleu Caolin Colectarea scurgerilor de

suprafaţă

Calcar Rambleiajul vechilor cariere Fosfat O parte folosită ca agregate Planurile de peisagistică au

fost realizate cu autorităţile şi comunităţile locale

Talc Factor de siguranţă 1,3, monitorizări anuale, inspecţii lunare, evaluarea periodică a riscului

Drenajul apei şi acoperire cu vegetaţie

Cărbune Sterilul grosier în halde, halde temporare şi apoi rambleiaj

Proiectul final al haldei aprobat de autorităţi şi comunităţi cu scopul creării unei structuri integrate în mediu

Tabel 3.2: Rezumatul procedurilor aplicate în managementul sedimentelor miniere 2.5 Metale 2.5.1 Aluminiu În această secţiune sunt prezentate informaţii despre următoarele rafinării de alumină:

Uzină Ţara Aluminiu de Grecia, Distomon Grecia, Central Aughinish Alumina, Aughinish Irlanda, Aughinish Eurallumina, Sardinia Italia, Sardinia Alcoa Inespal, San Ciprian Spania, Galiţia Ajka Ungaria, regiunea Bakony

Tabel 3.2: Rafinăriile de alumină menţionate în această secţiune 2.5.1.1 Mineralogie şi tehnici miniere

Chapter 3

97

Zăcămintele de bauxită din centrul Greciei sunt corpuri lenticulare în forma a trei straturi de bauxită. Vanadiu, mangan, nichel, cobalt, crom, zinc, cupru, fosfor şi sulfuri se pot găsi în concentraţii mici sau doar sub formă de urme în minereu. Până acum, cantităţile de minereu obţinute prin exploatare minieră subterană şi exploatare la suprafaţă au fost aproape egale, dar în viitor se aşteaptă creşterea exploatării subterane, din cauza creşterii ratei de descopertare şi din cauza aspectelor de mediu legate de exploatările deschise. [90, Peppas, 2002] În mineritul subteran se aplică metoda „cu camere şi stâlpi”, uneori în combinaţie cu „exploatarea cu rambleu”, dacă stratul de minereu este mai gros de 8 m. Zăcămintele de minereu cu o rată de descopertare de 6 - 8 m3 de piatră reziduală sau strat acoperitor pe tonă de minereu sunt exploatate la suprafaţă prin metode convenţionale de forare, explozie şi încărcare. [90, Peppas, 2002]. În regiunea Bakony din Ungaria sunt în funcţiune 6 mine de bauxită şi toate trimit bauxita la rafinăria din Ajka. Bauxita este de tip carstic sub formă de depozite lenticulare sau sub formă de teci. Mineritul se realizează prin exploatare deschisă (forare/explozie/încărcare) la o rată de decopertare de 6.3 m3/t, sau subterană folosind abatajul prin subetaje [91, Foldessy, 2002]. Tabelul următor arată compoziţia chimică a bauxitei procesate în rafinăriile europene.

Component % în greutate Al2O3 53 – 60 SiO2 2 – 25 Fe2O3 6.5 – 22 CaO 0.2 – 1.2 TiO2 2 – 4 LOI1 16 – 27

Tabel 3.3: Compoziţia chimică a bauxitei procesate în rafinăriile europene 3.4.3.1 Procesarea minereului După cum s-a menţionat în secţiunea 2.3.4.1 procesul Bayer e folosit pentru tratarea bauxitei în toate rafinăriile din Europa. Procesul Bayer este bazat pe o recirculare continuă a soluţiei caustice, care acţionează ca un agent dizolvant pentru hidratul de alumină din bauxită, cât şi ca mediu de transport pentru toate solidele în diverse stadii de procesare. În prima etapă a acestui proces, bauxita trece printr-un stadiu de măcinare umedă din care rezultă o suspensie cu 50% solide. Aceasta este încălzită în prealabil la 100 ºC şi păstrată în rezervoare pentru ca siliciul să fie mai reactiv. Soluţia caustică rămasă din ciclul anterior este reconcentrată şi încălzită. La următoarea fază de leşiere suspensia de bauxită este amestecată cu lichidul caustic la o temperatură înaltă (250 ºC). Gibsitul şi boehmitul se dizolvă rapid, iar partea inertă a bauxitei (mâlul roşu) rămâne nedizolvată. Clarificarea soluţiei saturate este realizată în cuve de decantare şi filtrare. Mâlul este separat în două etape. Mai întâi, aşa numitele nisipuri (particule 150 µm) sunt îndepărtate prin ciclonarea soluţiei şi separarea solidelor în clasorul elicoidal. În a doua etapă mâlul este stabilizat în cuve mari de decantare. Soluţia saturată clarificată este apoi pompată în faza de precipitare pentru producerea hidratului solid. Hidratul este apoi calcinat pentru producerea aluminiului. Soluţia este întărită prin admisie ulterioară de sodă şi returnată în proces. Mâlul separat este extras din conul decantorului cu aproximativ 30% solide şi este pompat apoi într-o unitate continuă de spălare contra – curent în 3 sau 4 etape, unde este recuperată în mare parte soluţia caustică din mâl. Unele uzine de alumină pompează mâlul de la ultima unitate de spălare la bazinul de mâl. Alte uzine îngroaşă mâlul prin filtrare în vid sau prin cuve adânci de decantare înaintea pompării lui în TMF.

Chapter 3

98

3.4.3.3 Managementul sterilului La scară mondială, 4 până la 6 tone de bauxită produc în medie 2 tone de alumină şi o tonă de aluminiu. Rafinăriile europene care importă bauxită folosesc bauxita de grad înalt pentru a reduce cheltuielile de transport. Figura următoare arată fluxul tipic de masă pentru rafinăriile europene.

Refining Smelting4 t Bauxite

1.5 t Tailings

2 t Alumina 1 t Aluminium

0.5 t LOI

Figura 3.1: Fluxul tipic de masa de la bauxită la aluminium (masa uscată) A se nota ca LOI (Lost On Ignition) este prescurtarea de la “Pierdere la aprindere” sau “Apă de cristalizare” 3.4.3.3.1 Caracteristicile sterilului Sterilul de alumină are două părţi majore. Fracţiunea fină, care reprezintă 80 – 95% din total, numită „mâl roşu” şi o fracţiune mai grosieră, cunoscută ca „nisip de procesare”. Acestea două reprezintă 97 – 100% din totalitatea sterilului. În unele cazuri cele 3% rămase constau în sulfat de sodiu, care poate rezulta din procesul de desalinizare a soluţiei caustice şi din mâl (în principal hidroxid de aluminiu) de la scurgerea clarificatorului. Mâlul roşu Figura următoare arată granulaţia unor tipuri de mâl roşu la rafinăriile de alumină.

010

2030

4050

6070

8090

100

0.1 1 10 100

Size (µm)

Cum

ulat

ive

% p

assi

ng

EA, grade D EA, grade A Aughinish

Figura 3.2: Granulaţia (mărimea particulei vs. trecerea % cumulativă) mâlului roşu la uzinele Sardinia (EA) şi Aughinish [89, Teodosi, 2002], [22, Aughinish, ]

Chapter 3

99

Dacă mâlul roşu e pompat ca steril îngroşat, are de obicei un conţinut în solide de 55-60%. Se „maturează” apoi timp de 3-6 luni în TMF, care este numită adesea „grămadă” pentru sterilul îngroşat, până la o concentraţie în solide de 68-70%, datorită compresiei şi evaporării. La rafinăria Aughinish permeabilitatea iniţială a mâlului roşu este de 1 x 10-8 şi scade, pe măsură ce acesta se maturează, la 1 x 10-9 m/s. Densitatea medie a solidelor uscate din mâl este de 3,1 t/m3 [22, Aughinish, ]. Beneficiul acestei tehnici este că sterilul este stabil din punct de vedere fizic la descărcarea în grămadă. Apa din precipitaţii şi din infiltraţii va avea însă niveluri ridicate de pH, datorită reziduurilor de soluţie alcalină, şi trebuie deci neutralizate înainte de deversarea în mediul înconjurător. Ca alternativă, această apă poate fi folosită în circuitul de spălare de la uzina de alumină. La mina din Sardinia, mâlul roşu este readus în suspensie până la 20-25% solide folosind apă de mare şi apă din bazinul de steril, şi este apoi repompat în bazinul de steril. Neutralizarea mâlului este realizată prin desulfurizarea cu gaze arse în operaţiunea de purificare umedă a gazelor şi prin adăugarea de clorură de magneziu şi de apă de mare. După sedimentare şi evaporare, conţinutul în solide creşte la 65 - 72%. La rafinăria din Sardinia raportul este de 0,78 tone de steril uscat la tona de alumină. Considerând că suspensia se consolidează la o concentraţie de solide de 60 – 65 % în bazin, aceasta corespunde la aproximativ 1,3 tone de material ud per tonă de alumină, sau 0.8 m3/tonă de alumină. [89, Teodosi, 2002]. Neutralizarea mâlului roşu duce la stabilitatea chimică a sterilului. În compensaţie, trebuie luată în considerare stabilitatea fizică a barajelor, la fel ca şi în alte depozite de steril sub formă de mâl,. Conţinutul în solide al sterilului pentru ambele cazuri este ilustrat în figura următoare.

Refining Dewatering30 – 40 %

sol.55 - 65 %

sol. TMF

Refining Sea water addition

30 - 40 % sol.

20 - 25 % sol. TMF

Figura 3.3: Conţinutul în solide (procente din greutate) al sterilului pentru schemele de management convenţională şi cu îngroşare. În ambele cazuri, sterilul se maturează până la aproximativ 70% solide. În general, deshidratarea se poate realiza în filtre cu vid (produc o concentraţie de 63% solide, ca la Aughinish) sau în cuve adânci de decantare (produc 50% solide). Câteva analize chimice ale mâlului roşu din diferite locaţii sunt arătate în tabelul următor.

Site: Sardinia Bakony Aughinish Component: Greutate

uscată % Greutate uscată %

Greutate uscată %

Fe2O3 18 40 47 Al2O3 26 18 17 TiO2 6 4 12 SiO2 20 15 7

Chapter 3

100

Na2O 12 8 5 CaO 8 7 8 LOI 9 7 3 Urme de diverse alte elemente

1 1 1

Tabel 3.4: Constituenţii mâlului roşu [89, Teodosi, 2002], [91, Foldessy, 2002], [27, Derham, 2002] În ciuda spălărilor repetate, soluţia care intră în mâlul roşu conţine mici cantităţi de substanţe caustice (hidroxid de sodiu), care cresc pH-ul, şi mici cantităţi de alumină. Majoritatea substanţelor caustice se transformă în carbonat şi bicarbonat de sodiu în grămada de steril. Tabelul următor arată un exemplu de analiză mai detaliată a mâlului roşu, inclusiv urmele de elemente.

Tabelul 3.5: Analiza detaliată a mâlului roşu, inclusiv urmele de metale [32, Derham, 2002] Nisipul de procesare Curbele de granulaţie pentru nisipul de procesare sunt prezentate în figura următoare.

Chapter 3

101

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

Size (µm)

Cum

ulat

ive

% p

assi

ng

EA Aughinish

Figura 3.4: Granulaţia nisipului de procesare (dimensiunea particulei vs. trecerea % cumulativă) la minele din Sardinia şi Aughinish [89, Teodosi, 2002], [22, Aughinish, ] Tabelul următor arată componentele fracţiunii de nisip:

Locaţie: Sardinia Component: Greutate uscată % Fe2O3 14 Al2O3 40 TiO2 3 SiO2 16 Na2O 12 CaO 1 LOI 12 Urme de diverse alte elemente

2

Tabel 3.6: Constituenţii nisipului de steril

[33, Eurallumina, 2002] Permeabilitatea fracţiunii de nisip se estimează a fi de 100 de ori mai mare decât a mâlului roşu [22, Aughinish, ]. Alţi compuşi Sulfatul de sodiu este deversat la o concentraţie solidă de 70%. Mâlul de clarificare este pompat în depozit la o concentraţie în solide de 2 – 3 %. Sulfatul de sodiu este format din produşi organici de descompunere ai humaţilor din bauxită, incluzând carbonat, sulfat şi oxalat de sodiu. 3.4.3.3.2 Metode de management aplicate Pentru managementul sterilului din rafinăriile de alumină, se aplică îngroşarea, cât şi suspensiile convenţionale de steril. Unele rafinării deversează sterilul în mare. În alte locaţii se administrează la suprafaţă, în „grămezi”, pentru sterilul îngroşat, sau în bazine îndiguite, pentru sterilul în suspensie. În general, proiectarea grămezilor de mâl roşu folosind metoda sterilului îngroşat include îndiguirea prealabilă a perimetrului cu baraje de piatră şi etanşarea suprafeţei delimitate. Un baraj este folosit de

Chapter 3

102

obicei pentru colectarea scurgerilor de suprafaţă şi, prin urmare este construit în jurul grămezii de steril. Pentru grămezi se foloseşte de obicei metoda de construcţie în amonte, deoarece mâlul roşu deshidratat este suficient de stabil. Datorită permeabilităţii foarte scăzute a mâlului roşu, în zonele expuse apare riscul de infiltraţie, datorită băltirii apei caustice din scurgerile de suprafaţă înainte de acoperirea lor cu mâl, şi riscul de infiltraţie al apei stătătoare din şanţul care delimitează perimetrul. Acest risc poate fi preîntâmpinat prin etanşarea suprafeţei şi a şanţurilor cu izolatori, cum ar fi argila glacială, sau izolatori sintetici, în combinaţie cu un sistem de drenaj. Se realizează analiza infiltratului în condiţii tipice şi în cele mai nefavorabile, pentru a proiecta corect aceste facilităţi. [22, Aughinish, ] În rafinăria din Sardinia mâlul roşu este diluat la 20% solide şi folosit în desulfurizarea cu gaz. Suspensia de mâl ce urmează a fi folosită în absorbanţi trebuie să aibă conţinutul solid bine diluat, pentru a proteja capsulele perforate ale absorbantului de înfundarea prematură prin depunerea de material solid. [89, Teodosi, 2002] În rafinăria din Sardinia următoarele aspecte au fost importante în proiectarea facilităţilor:

• distanţa scurtă între rafinărie şi bazin, pentru a reduce costurile de pompare • disponibilitatea zonei de suprafaţă • nevoia de a administra sterilul la suprafaţă pentru a proteja pescuitul, spre deosebire de

deversarea în mare • vecinătatea cu marea, datorită necesarului de apă pentru neutralizarea sterilului • risc scăzut de contaminare acvatică • vânturi puternice în zonă, prin urmare sterilul umed este mai avantajos.

Localizarea TMF poate fi observată în următoarea figură

Boi Cerburslagoon

The Mud pond “Sa Foxi”

The rock fence The sand stripe“Punta s’aliaga”

Figura 3.5: Localizarea TMF la mina din Sardinia [33, Eurallumina, 2002] “Gardul de piatră” protejează TMF de acţiunea valurilor. O secţiune a barajului poate fi observată în figura următoare.

Chapter 3

103

0 m

11 m5 m

6.7 m

10 m

30 m

Foundation and dam walls in

tracheitic rocks

Draining layer in gravel

Covering layer in stones

No lining on bottom

Dam body in sand

Figura 3.6: O secţiune a barajului de steril de la mina din Sardinia [33, Eurallumina, 2002] Conceptual acestui proiect original de baraj este de a drena apa din steril în timp ce acesta rămâne în interiorul zonei îndiguite. Prin urmare, se realizează un drenaj bun (de până la 70%). S-a realizat înălţarea ulterioară a barajului folosind metoda în amonte, după cum este ilustrat în figura următoare.

Chapter 3

104

1

4

0

10

0 20

1

41

2

Earthy soilImpermeable

clayClay sandSand

GeotextileRocks layer

Vegetable soil

0 m 20 m

50 m safety margin from original dam

Safety launder for water collection

N° 5 expansion stepsover the total expected 7

Figura 3.7: Secţiune prin barajul înălţat folosind metoda în amonte [33, Eurallumina, 2002] Mâlul este distribuit de-a lungul perimetrului facilităţilor cu o descărcare la fiecare 50 m. Pentru a realiza o distribuţie uniformă, se folosesc puncte diferite de descărcare la fiecare 24 h. Nisipurile şi alte reziduuri de procesare sunt transportate la TMF cu camioanele şi descărcate într-o zonă specială. [33, Eurallumina, 2002] La rafinăria Ajka se construiesc „casete” – iazuri de decantare în stil padoc pentru colectarea mâlul roşu, construite din zgură gri, rezultată de la termocentrala din apropiere. Barajele au raportul pantelor de 1:1 la 1:1,5 (vezi figura de mai jos). Înălţimea finală este de maxim 10 m. Mâlul roşu este transportat la TMF prin conducte, la o concentraţie de 20% solide. Distanţa este de 3 – 4 km. Apa liberă din bazin este refolosită pe parcurs. Mişcarea circulară a conductei de evacuare realizează o distribuţie uniformă a mâlului în casetă. Apa liberă din casete împiedică dezvoltarea de suprafeţe uscate întinse şi uscarea mâlului roşu. [91, Foldessy, 2002]

Chapter 3

105

Figura 3.8: Secţiune prin bazinul de steril de la Ajka prezentând barajul, bazinul, puţurile de observare, peretele despărţitor şi condiţiile solului, ca şi humusul la închidere [91, Foldessy, 2002] La 10 m sub zona de managementului al sterilului se află un strat de argilă impermeabilă. Din acest motiv, caseta nu s-a etanşat în timpul construcţiei. În anii 1980 s-a descoperit că apa subterană din stratul cuprins între baza casetei şi stratul de argilă a fost poluată. Pentru a limita acest proces, s-a construit un zid impermeabil în jurul casetei, în stratul de argilă impermeabilă. Pe partea inferioară a acestui zid de etanşare, un sistem de drenaj colectează apa infiltrată şi cea subterană, care este apoi pompată înapoi în casetă. În zona înconjurătoare s-au forat 240 de puţuri de observaţie a apei subterane. Acestea servesc la măsurarea nivelului şi la eşantionarea apei subterane pentru analiza chimică. Măsurătorile nivelului apei subterane se repetă lunar şi analiza chimică a eşantioanelor pentru 8 – 10 componente se realizează semestrial. Acest sistem asigură detectarea timpurie a oricărui defect în zidul de separare şi monitorizează migrarea zonei de poluare. [91, Foldessy, 2002] La rafinăria de alumină din Galiţia metoda iniţială de înălţare a barajului a fost cea în amonte. Pentru aceasta s-au folosit rocă şi sol din depozitele locale de rocă de granit-cuarţ şi de materiale de umplere. Această metodă s-a schimbat din 1986. Noua metodă a axei centrale foloseşte aceleaşi materiale de împrumut. Prin folosirea acestei metode suprafaţa disponibilă şi, prin urmare, capacitatea de depozitare, nu scad cu fiecare ridicare a barajului (vezi figura 3.9).

Figura 3.9: Secţiune prin barajul de steril la rafinăria din Galiţia, care arată metodele în amonte şi a axei centrale de înălţare a barajului

Chapter 3

106

3.4.3.3.3 Siguranţa TMF şi prevenţia accidentelor Programul de control la rafinăria din Sardinia include:

• tur de inspecţie a TMF la două ore • inspecţii de ansamblu zilnice în interiorul şi în exteriorul TMF, realizate de personal avizat • controlul zilnic al activităţii pompelor de colectare a apei externe şi înregistrarea măsurătorilor

de flux • eşantionări lunare cu reţeaua de piezometre şi analiza pH-ului şi a metalelor • verificări ale stabilităţii barajelor de două ori pe an • trasarea anuală a profilului de coastă pentru a verifica tendinţele de eroziune • schimbarea zilnică a punctelor de descărcare • verificarea echilibrului apei • înregistrarea continuă a condiţiilor meteorologice • măsurarea continuă a pH-ului, de la ieşirea din unitatea de filtrare a mâlului până la pomparea

în TMF. Personalul din zona TMF a fost antrenat în timpul unor cursuri anuale specifice. Există şi o procedură de urgenţă. Şapte pompe sunt distribuite de-a lungul perimetrului bazinului, astfel încât să poată fi folosite în caz de inundaţie a apei din zona îndiguită. Nivelul apei din bazin este controlat prin monitorizare amănunţită, inclusiv al apei de mare nou adăugată în circuitul de mâl [33, Eurallumina, 2002]. Însă aceste pompe nu ar putea face faţă unei cedări totale a barajului.

3.4.3.3.4 Dezafectare şi urmărire Dacă managementul sterilului îngroşat se realizează pe orizontală într-o singură grămadă, refacerea progresivă nu este practică, din moment ce majoritatea suprafeţei va fi folosită pentru deversarea mâlului roşu. În timpul refacerii, panta de 2,5% permite drenajul precipitaţiilor fără eroziune. Mai mult, grămada este disponibilă pentru echipamentul de construcţie [22, Aughinish, ]. Grămezile de mâl vor fi restaurate cu un strat de vegetaţie. Acest procedeu s-a realizat cu succes în câteva locaţii. Revegetarea versanţilor construiţi cu umplutură de piatră de împrumut (calcar) este o practică frecventă şi, de obicei, proiectată într-o manieră care permite potrivirea vegetaţiei cu aspectul mediului înconjurător [22, Aughinish, ]. Acoperirea cu vegetaţie a fost deja aplicată cu succes bazinelor convenţionale de steril. La Ajka, sterilul deshidratat este acoperit cu un strat de 0,5 m de zgură, provenită de la o centrală electrică, şi cu un alt strat de sol [91, Foldessy, 2002]. În faza de urmărire, scurgerile de apă necesită tratare înainte de a fi deversate, până ce condiţiile chimice au atins concentraţiile acceptabile pentru deversarea în ape de suprafaţă. De asemenea, drumurile de acces, sistemele de drenaj şi stratul vegetativ necesită întreţinere. Mai mult, eşantionarea continuă a calităţii apei subterane va fi parte integrantă în orice implementare de program de dezafectare şi trebuie să fie continuată. [22, Aughinish, ] 3.4.3.4. Emisiile curente şi nivelurile de consum 3.4.3.4.1. Managementul apei şi reactivilor La Aughinish, apa din TMF este reciclată; la mina din Sardinia apa din TMF este returnată în facilităţile care procesează mâlul, pentru a îmbunătăţi administrarea apei din bazin. În această din urmă locaţie, nu este posibilă refolosirea apei libere în procedeul Bayer, deoarece conţinutul salin al apei de mare ar modifica soluţia de spălare caustică.

Chapter 3

107

La Ajka un total de 1,75 Mm3 de apă proaspătă se consumă în fiecare an, dintre care 50 % este deversată în apa de suprafaţă. Tabelul de mai jos conţine consumul de reactivi al unei rafinării de alumină:

Mina Ajka Reactiv Consum

g/t NaOH 79167 H2SO4 4167 HCl 50 Hg 3 CaO 39167 Sticlă solubilă 19333

Tabel 3.7: Consumul de reactivi la rafinăria Ajka La rafinăria din Sardinia, aditivii chimici adăugaţi în producţie sunt grupaţi în următoarele categorii: a) Calcar: principalul reactiv, cu un consum specific de aproximativ 40 kg CaO/tonă de alumină, într-un număr de reacţii, şi anume:

• reacţia cu titanul şi fosforul conţinute în bauxită, pe care îi precipită sub formă de titanat şi fosfat, pentru a proteja alumina de conţinutul înalt de impurităţi

• reacţia cu carbonatul de sodiu, o impuritate prezentă în soluţie, pentru a-l readuce la hidroxid de sodiu

• reacţia cu oxalat de sodiu, o impuritate organică din soluţie, pentru a-l transforma în oxalat de calciu, care în formă solidă este eliminat împreună cu mâlul procesat

• plus alte reacţii în faza de digestie, pentru a îmbunătăţi extracţia boehmitului (oxihidroxid de aluminiu, o sursă de alumină în bauxită) şi pentru a promova transformarea oricărui oxid de fier, prezent în bauxită sub formă de goethit, în hematit de fier, care în formă solidă urmează mâlul, scăzând astfel impurităţile de fier din produsul final.

b) Alţi reactivi:

• agenţi de control al humaţilor, folosiţi pentru a elimina substanţele organice cu lanţ lung din soluţia caustică – poliamine din apă

• agenţi de control al precipitării, folosiţi în special pentru controlul precipitării impurităţilor din oxalat: hidrocarburi oxigenate, acizi graşi şi oxialchilaţi

• agenţi antispumanţi: acizi graşi hidrogenaţi • agenţi floculanţi pentru decantarea mâlului, cu rol de a îmbunătăţi sedimentarea şi separarea

mâlului de soluţia saturată: produs poliacrilic • agenţi floculanţi pentru decantarea mâlului, cu rol de a îmbunătăţi sedimentarea mâlului în

circuitul de spălare a mâlului: produs polialchilamidic • agenţi de deshidratare, pentru a scade umezeala hidrată în produsul de alimentare al

calcinatoarelor: se bazează pe etoxilat de nonil-fenol şi hidrocarburi oxigenate • agenţi reologici, pentru a reduce vâscozitatea suspensiei de bauxită şi pentru a îmbunătăţi

proprietăţile de curgere ale fluidului: polimeri acrilici cu grupări funcţionale sulfonice.

c) Reactivi ai apei de alimentare a cazanelor: • agent chelator, pentru a reduce depunerea de crustă în interiorul conductelor cazanelor,

alimentat odată cu condensatul prelucrat: grupe funcţionale de tip NTA (nitril-tri-acetat) sau EDTA(etilen-diamino-tetraacetat), care pot capta (sechestra) Ca şi Mg, inhibând astfel precipitarea lor în circuitul de apă din cazan

• agent dezoxidant, pentru tratamentul apei de alimentare a cazanului: hidrosulfit de sodiu • agent antispumant, pentru tratamentul apei de alimentare • agent de curăţare, pentru interiorul cazanului.

d) Tratarea combustibilului de petrol:

• dispersant, pentru a îmbunătăţi curăţirea cuptoarelor • oxid de magneziu, pentru a reduce producerea de fum

Chapter 3

108

• solvent de smoală, pentru a reduce depunerea solidelor.

e) Tratamentul apei: • dispersant pentru răcirea apei, în vederea scăderii ratei de oxidare în circuit şi în turn • substanţă antiseptică, pentru tratarea apei • reactiv sterilizant, pentru tratarea apei

f) Reactivi pentru curăţare chimică:

• acid sulfuric, consum specific de aproximativ 9 kg/tonă de alumină, pentru a curăţa conductele de încălzire pentru digestie şi pentru controlul final al pH-ului mâlului, înainte de a fi deversat în bazin

• acid clorhidric, consum specific de aproximativ 0,4 kg/tonă de alumină, pentru a curăţa pânzele pentru presă

• inhibitor de coroziune pentru H2SO4 • inhibitor de coroziune pentru HCl • agent antispumant pentru tratarea acidului.

Cantitatea totală a tuturor reactivilor menţionaţi mai sus este aproape de 1kg/tonă de alumină. Toţi compuşii organici se descompun în mare în CO2 şi apă, în timpul fazei de digestie la temperatură înaltă. În viitorul apropiat rafinăria din Sardinia va încorpora o uzină de tratare a apei libere din bazin. În prezent, echilibrul apei din bazin este menţinut datorită condiţiilor climatice favorabile (rată crescută de evaporare netă) şi prin recircularea apei din bazin în filtre de mâl pentru suspensia mâlului proaspăt. Această recirculare a devenit din ce în ce mai importantă la rafinărie în anotimpul rece, datorită suprafeţei evaporative reduse, o consecinţă a înălţării secvenţiale a barajului prin metoda în amonte. Odată ce uzina de tratare a apei este operaţională, va permite deversarea apei libere din bazin în mare, şi prin urmare va elimina problemele legate de anotimp.

3.4.3.4.2 Emisiile în aer Poluarea aerului poate rezulta din emisiile de gaz ale cuptoarelor de capacitate înaltă de calcinare a aluminei. Aici se folosesc filtre electrostatice pentru a separa particulele solide aflate în suspensie. Vântul cu praf care bate dinspre TMF poate fi o problemă, caz în care în perioadele uscate se practică udarea cu apă şi împrăştierea de fân.

3.4.3.4.3 Emisiile în apă Monitorizarea apei subterane este realizată în puţuri din jurul bazinelor şi haldelor. Nici o cantitate de apă scursă nu este deversată în apele de suprafaţă.[22, Aughinish, ].

3.4.3.4.4 Contaminarea solului Datorită permeabilităţii foarte scăzute atât a mâlului roşu, cât şi a solului subiacent (aluviuni argiloase), infiltrarea în pământ este foarte limitată.

3.4.3.4.5 Consumul de energie Consumul de energie legat de managementul sterilului în mina din Sardinia este determinat de energia folosită în trei staţii de pompare, pentru a pompa:

• sterilul aflat în suspensie în apă (apă proaspătă de mare şi apă reciclată din bazin), din zona rafinăriei în bazin şi distribuirea lui în interiorul bazinului; putere utilizată aproximativ 230 kW, 100% din timp

Chapter 3

109

• apa clarificată din bazin înapoi în rafinărie, pentru suspensia altui mâl roşu şi pentru a reduce cantitatea de apă de mare proaspătă, menţinând în echilibru cantitatea totală de apă; putere utilizată aproximativ 60 kW, 70% din timp

• apa de mare proaspătă necesară pentru managementul sterilului, atât pentru neutralizare, cât şi pentru suspensia solidelor; putere utilizată aproximativ 100 kW, 30% din timp

[33, Eurallumina, 2002] În 2001 la Ajka consumul de energie a fost următorul: • energie: 127705 MWh sau 21 kWh/tonă de material alimentat • abur: 788300 t sau 1,3 tone de abur/ tonă de material alimentat • gaz natural: 35360000 m3 sau 58,9 m3/ tonă de material alimentat. 3.4.4. Metale de bază În această secţiune sunt prezentate informaţii despre următoarele mine de extracţie a metalelor de bază:

Zona Locaţia Ţara Aitik Mina Aitik Suedia Almagrera Aguas Teñidas, Sotiel Spania Aznalcollar1 Los Frailes Spania Zona minieră Boliden Maurliden, Petiknäs, Renström,

Åkerberg, Kristineberg Suedia

Cantabria Mina Reocín Spania Garpenberg Mina Garpenberg, Garpenberg Norra Suedia Hitura Mina Hitura Finlanda Proiectul Las Cruces2 Las Cruces Spania Bazinul de cupru de la Legnica-Glogow

Lubin, Polkowice-Sieroszowice, Rudna Polonia

Lisheen Lisheen Irlanda Pyhäsalmi Pyhäsalmi, Mullikkoräme Finlanda Tara Tara Irlanda Zinkgruvan Zinkgruvan Suedia 1. informaţii la închidere 2. în prezent în stadiul de aprobare

Tabel 3.8: Mine de extracţie a metalelor de bază menţionate în această secţiune 3.4.4.1 Mineralogie şi tehnici miniere Mineralogie Cadmiu Există doar câteva minerale de cadmiu, cum ar fi greenockit (CdO) sau otavit (CdCO3 şi CdO). Elementul chimic cadmiu poate înlocui zincul în mineralul de sfalerit. Prin urmare, cadmiul este adesea regăsit în concentratul de zinc după procesarea minereului. În acest caz, cadmiul este înlăturat în topitorie. În plus, minereurile de plumb şi cupru pot conţine mici cantităţi de cadmiu. [35, EIPPCB, 2001] Cupru Cele mai frecvente minerale de cupru sunt:

• sulfurile: calcopirită (CuFeS2) calcozină (Cu2S) covelină (CuS) bornit (Cu5FeS4).

Chapter 3

110

Producţia este scăzută, dacă se ia în vedere numărul de atomi per moleculă. Este de doar 25%, în comparaţie cu alte minerale de cupru, cum ar fi calcozina – 67%, cupritul – 67%, covelina – 50% sau bornitul – 50%. Cantităţile mari şi distribuţia largă a calcopiritei o fac însă cea mai importantă sursă de cupru. Calcopirita este un mineral frecvent şi se găseşte în aproape toate depozitele de sulfuri.

• oxizii: cuprit (Cu2O). Cupritul a constituit multă vreme principala sursă de cupru şi este încă minerit şi în prezent în multe locuri din lume. Dintre toate minereurile de cupru, cu excepţia cuprului nativ, cupritul dă cea mai mare producţie de cupru per moleculă, deoarece nu este decât un singur atom de oxigen la fiecare doi atomi de cupru. [37, Mineralgallery, 2002]

• altele, cum ar fi malachit (Cu2(CO3)(OH)2) azurit (Cu3(CO3)2(OH)2) crisocol, un silicat hidratat de cupru (CuSiO3 - nH2O).

Plumb Cel mai important mineral de plumb pentru industria minieră este galena (PbS), care poate conţine argint până la 1 %. Nichel Nichelul (Ni) este un element de tranziţie, care prezintă un amestec de proprietăţi metalice feroase şi neferoase. Se asociază atât cu fierul (siderofil), cât şi cu sulful. Majoritatea nichelului minerit provine din două tipuri de zăcăminte de minereu:

• laterit: în care principalele surse minerale sunt limonitul ((Fe, Ni)O(OH)) şi garnieritul (un hidrosilicat de nichel)

• depozite sulfurice magmatice: principala sursă minerală este pentlanditul ((Ni, Fe)9S8). Raza atomică a ionului bivalent de nichel este apropiată de cea a fierului şi a magneziului bivalent, ceea ce permite celor trei elemente să se înlocuiască unul pe altul în reţeaua cristalină a unor silicaţi şi oxizi. Zăcămintele de sulfuri de nichel sunt în general asociate cu roci bogate în fier şi magneziu, numite ultramafice, şi pot fi găsite în formaţiuni vulcanice şi abisale. Multe dintre depozitele de sulfuri se află la mare adâncime. Lateritele sunt formate prin descompunerea rocilor ultramafice şi reprezintă un fenomen ce are loc aproape de suprafaţă. Majoritatea nichelului de pe Pământ se crede a fi concentrat în nucleul planetei. [36, USGS, 2002] Staniu Singurul mineral cu importanţă comercială ca sursă de staniu este caseritul (SnO2), deşi mici cantităţi de staniu sunt recuperate din sulfuri complexe, cum ar fi: stanit, cilindrit, frankeit, canfieldit şi teallit. [36, USGS, 2002]. Zinc Sfaleritul (sulfură de zinc ZnS) este una dintre principalele resurse minerale din lume. Extracţia minereurilor sulfurice primare domină mineritul metalelor de bază (Cu, Zn şi Pb) din Europa (Las Cruces, odată funcţională, va fi o excepţie). Conţinutul în sulfuri şi gradul mineralului valoros variază semnificativ cu diversele locaţii. Se descriu mai jos câteva exemple ale diferitelor caracteristici mineralogice existente în diferite locaţii:

• la Aitik contactul între principala sursă de minereu şi acoperiş este bine delimitat, deoarece minereul este încorporat într-o falie de încălecare. Contactul între zidul de fundaţie şi sursa de minereu se face progresiv şi depinde de grad. Principalele resurse minerale sunt calcopirita, pirita şi metamorfoza de pirită după pirotină, care pot fi diseminate sau sub formă de filoane subţiri. Zidul de fundaţie constă din gnais de biotit-amfibol şi intruziuni de cuarţ-monzodiorit (zidul de fundaţie are mai puţin de 0,26% Cu). Zona principală de minereu cuprinde şisturi/gnais de biotit şi şisturi de muscovit. Acoperişul constă din gnais de biotit-amfibol şi pegmatit şi este lipsit de cupru. Mineralul valoros din minereu este calcopirita. Concentraţia medie a cuprului în minereu este de 0,4%. În plus, minereul conţine aur (0,2 g/t) şi argint (3,5 g/t) [63, Base metals group, 2002].

• la mina de nichel de la Hitura complexul ultramafic constă în trei masive distincte de

Chapter 3

111

serpentinit, aflate la distanţă mică şi înconjurate de gnais de mică magmatică. Principalele resurse minerale sunt: pentlanditul, calcopirita şi metamorfoza de pirită după pirotină, dar în unele locuri sunt abundente mackinawitul, cubanitul şi valeritul. • în proiectul Las Cruces, care este în faza de design şi de aprobare, mineralul valoros este

calcozina, un mineral sulfuric secundar de cupru, în masa de pirită.[67, IGME, 2002] • la bazinul de cupru de la Legnica-Glogow minereul de cupru se află la adâncimi de 600, până la

1200 m, într-un depozit polimetalic sub formă de strat de 40 m grosime, unde, în afară de mineralele de cupru, se mai găsesc şi alte metale, cum ar fi argint, aur, platină şi paladiu. Resursele minerale se află în gresiile din „Rotliegendes” sau „Weissliegendes” sau în şisturile argiloase care conţin cupru şi rocile carbonate din stratul de sedimentare Werra, în special în dolomite. În acest zăcământ de cupru s-au găsit în total peste 110 resurse minerale. Principalele minerale metalifere sunt: calcozina, bornitul, calcopirita, covelitul, pirita şi galena. Distribuţia mineralizării în depozit este foarte variabilă.

• la mina Lisheen mineralizarea sulfurilor care formează zăcământul are loc la baza calcarului

dolomitic. Mineralele metalifere sunt pirita, marcasitul, sfaleritul şi galena şi, în concentraţii mai mici, calcopirita, tenatitul, argintul nativ, arsenopirita şi gersdorffitul. Masa filoniană este dolomitul, împreună cu baritina, calcitul, marna, illitul şi cuarţul [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995].

• minereul la Pyhäsalmi este masiv şi cu granulaţie grosieră. Minereul conţine în medie 75%

sulfuri, constituite din 3% calcopirită, 4% sfalerit, 2% metamorfoză de pirită după pirotină şi 66% pirită, plus cantităţi mici de galenă şi săruri de sulf. Baritina şi carbonaţii sunt principalele minerale din masa filoniană. [62, Himmi, 2002]

• exploatarea de la Neves Corvo este o mină de cupru-staniu de grad înalt în Centura Piritei Iberice.

Resursele minerale dominante în masivul de minereu vulcanogenic de tip sulfuric sunt: sfaleritul, galena, caseritul, staninul, tetraedritul şi arsenopirita [142, Borges, 2003].

Tehnici miniere Atât exploatarea subterană, cât şi cea de suprafaţă sunt reprezentate în sectorul minier al metalelor de bază din Europa. Metodele folosite în subteran sunt exploatarea cu rambleu, exploatarea cu camere şi stâlpi şi alte tehnici diferite. Capacitatea de producţie a minereului în minele subterane este între 65 000 şi 110 000 tone/an. În exploatarea de suprafaţă, producţia (minereu şi piatră reziduală) a fost între 120 000 şi 4 370 000 tone în 2001. In mineritul subteran, aproape toată sedimentele miniere produsă este folosită direct ca rambleu în mină. În unele cazuri, ea a fost extrasă din haldele de piatră reziduală deja existente şi transportată în subteran. În exploatările de suprafaţă rambleiajul nu a fost posibil în majoritatea cazurilor; însă la Mina Reocin o zonă dezafectată a unei mine de suprafaţă a fost rambleiată folosind piatră reziduală. Diferite mine şi tehnicile miniere folosite de acestea, împreună cu producţia de minereu şi piatră reziduală sunt ilustrate în tabelul de mai jos.

Zona minieră Mina Metoda de minerit Producţia de minereu

(kt/an)

Depozitele de piatră reziduală

(kt/an) Aitik Aitik Mine Exploatare la suprafaţă 17700 260004

Almagrera Aguas Teñidas Subterană (cu rambleu) 300 01

Sotiel Subterană 700 0

Boliden Mining Area Maurliden Exploatare la suprafaţă 224.4 875.7

Renström Subterană (cu rambleu) 160.5 -104*

Petiknäs Subterană (cu rambleu) 553 -15.7*

Chapter 3

112

Åkerberg Subterană 32 -21*

Kristineberg Subterană (cu rambleu) 503.6 4.63

Cantabria Mina Reocín Exploatare la suprafaţă/

subterană

1100 25002

Garpenberg Garpenberg Mine Subterană (cu rambleu) 310 0

Garpenberg Norra Subterană (cu rambleu) 709 38.45

Hitura Hitura Mine Subterană (cu rambleu) 518.3 03

Legnica-Glogow copper basin Lubin Subterană

(camere şi stâlpi) 6808 03

Polkowice-Sieroszowice

Subterană (camere şi stâlpi) 10436 03

Rudna Subterană (camere şi stâlpi) 11490 03

Lisheen Lisheen Subterană (cu rambleu) 11106 7

Pyhäsalmi Pyhäsalmi Subterană (cu rambleu) 1097.2 03

Mullikkoräme Subterană 64 0

Tara Tara Subterană (abataj

deschis cu gaură pentru explozibili)7

20007

Zinkgruvan Zinkgruvan Subterană (cu rambleu) 850 04

1. Sedimentele miniere folosite ca rambleu + şisturi din zone arendate 2. Sedimentele miniere folosită la rambleiajul minelor de suprafaţă dezafectate 3. Sedimentele miniere folosită ca rambleu 4. 65 % depozitată separat pentru folosire alternativă 5. Folosită la construcţia barajelor 6. Sursa: [76, Irish EPA, 2001] 7. Sursa: [74, Outokumpu, ] *: Un număr negativ arată că sedimentele miniere a fost înlăturată din depozitele existente şi adusă în subteran pentru rambleiaj

Tabel 3.9: Informaţii despre tehnicile miniere, producţia de minereuri şi piatră reziduală a minelor de metale de bază. Cifre din 2000 pentru minele Almagrera, Mina Reocín, Pyhäsalmi şi Hitura; cifre din 2001 pentru zonele miniere Aitik, Garpenberg şi Boliden. Mina de la Aitik este un exemplu tipic de exploatare la suprafaţă a metalelor de bază, care încorporează următoarele operaţiuni: Foraj: Echipamentul de foraj constă dintr-o instalaţie rotativă de foraj. Înălţimea bancului de lucru este de 15 m şi adâncimea suplimentară a găurilor este de 3 m. Încărcătura forată şi spaţierea sunt de 8 m x 10,5 m. Diametrul găurii de foraj este de aproximativ 300 mm. Rata de foraj este în mod normal de 17 m/h, dar în zonele mai dure ale minereului poate fi mai mică de 10 m/h. Apa este pompată din mina de suprafaţă la un debit de 3 - 15 m3/min. Încărcarea cu explozibil şi detonarea: Explozivul sub formă de emulsie este pompat dintr-un camion în găurile pentru explozibili. Pentru iniţierea exploziei se folosesc detonatori non-electrici. Mărimea fiecărei runde este de aproximativ 600 kt, iar exploziile au loc o dată pe săptămână. Bancurile de lucru sunt planificate cu un unghi final al pantei de 47° în zidul de fundaţie (urmând foliaţia) şi de 51 - 56° în acoperiş. Încărcarea şi transportul: Se folosesc trei excavatoare cu cablu şi două excavatoare hidraulice. Un încărcător cu roţi completează circuitul de încărcare. Tracţiunea este realizată de 17 camioane (de 174 t şi 218 t). Concasarea în mină: Minereul este transportat cu camioanele la concasoarele primare din interiorul minei, la 165 m în subteran. Minereul este încărcat pe o bandă transportoare din containerele de sub

Chapter 3

113

concasor. Banda transportoare duce minereul către uzina de prelucrare. Înclinaţia bandei este de 15°, lăţimea de 1 800 mm şi capacitatea de 4 000 t/h. Capacitatea totală a haldei la suprafaţă este în jur de 50 000 t. [63, Base metals group, 2002] Atât Garpenberg şi Garpenberg Norra sunt mine subterane. Tehnicile folosite în aceste mine sunt descrise aici ca exemple pentru mineritul subteran al metalelor de bază. Metoda de minerit aplicată este exploatarea cu rambleu. Fracţiunea grosieră a sterilului este folosită ca rambleu şi ca platformă în timpul exploatării minereului de deasupra. În prezent, minereul este extras de la o adâncime de 400 m până la 870 m, în mina Garpenberg şi de 700 m până la 990 m, la Garpenberg Norra. Detonarea se face folosind explozibili sub formă de emulsie. Încărcarea şi transportul se face cu vehicule diesel. Minereul este zdrobit într-un concasor în interiorul minei, înainte de a fi trecut printr-un puţ la suprafaţa minei. O bandă transportoare de 500 m lungime transportă minereul de la mina Garpenberg către uzina de prelucrare. Pentru mina Garpenberg Norra, minereul trebuie să fie transportat în camioane aproximativ 2 km până la uzina de procesare. [64, Base metals group, 2002] La mina subterană Neves Corvo se aplică patru metode diferite de minerit, în funcţie de forma zăcământului. Toate golurile miniere sunt rambleiate pentru a maximiza extracţia de minereu şi pentru a reduce subsidenţa de suprafaţă. [142, Borges, 2003] 3.4.4.2 Procesarea minereului În procesarea minereului primar de sulfuri, toate uzinele folosesc tehnici similare, şi anume:

• zdrobire • mărunţire • flotaţie • uscarea concentratului.

Flotaţia se poate realiza în mai multe feluri, de exemplu prin flotaţie selectivă sau flotaţie grosieră/selectivă, în funcţie de caracteristicile minereului, cerinţele pieţei, costul aditivilor de flotaţie etc. În figurile de mai jos de la mina Zinkgruvan sunt ilustrate două opţiuni posibile pentru aceeaşi uzină de procesare a minereului. Uzina de prelucrare de la Zinkgruvan, care a fost construită în 1977, este situată în apropierea minei. Funcţionează continuu, cu o capacitate de producţie de 850 000 tone. Alegerea procedurilor şi a tehnologiei este bazată pe un număr crescut de teste cu minereul actual de zinc şi plumb. Mărunţirea autogenă, în combinaţie cu flotaţia grosieră/selectivă a minereului (vezi Figura 3.10 de mai jos), a fost aleasă ca principala tehnică de procesare şi a fost folosită la Zinkgruvan din 1977.

Chapter 3

114

Figura 3.10: Circuitul de flotaţie grosieră/selectivă la mina Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] O metodă alternativă de flotaţie, care ar putea fi folosită dacă sunt modificări în compoziţia minereului, este flotaţia selectivă în trepte (vezi Figura 3.11 de mai jos). Aceasta ar necesita substanţe chimice uşor diferite, dar altfel este la fel de economică şi de fezabilă din punct de vedere tehnic. [66, Base metals group, 2002]

Figura 3.11: Un posibil circuit de procesare electivă a minereului la mina Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] Instalaţia de procesare a minereului de nichel de la mina Hitura este similară cu cea de procesare a minereului sulfuric, după cum se arată în figura de mai jos.

Chapter 3

115

Rod mill

Ball mill Ball mill

Acid flotation

circuit

Pyrrhotite reject

circuit

ThickenersPressure filter

Ni-concentrates

Figura 3.12: Fluxul tehnologic de procesare a minereului la mina Hitura

[62, Himmi, 2002] În proiectul Las Cruces spălarea cu acid sulfuric este metoda propusă de procesare, urmată de extracţia solventului şi de extracţia electrolitică (ES-EE). Sterilul va fi deshidratat prin filtrare şi va fi trimis în celule aliniate „uscate”. [67, IGME, 2002]. Minereurile extrase din bazinul de cupru de la Legnica-Glogow , care variază în compoziţia litologică şi mineralogică, sunt procesate în trei concentratoare (Lubin, Polkowice şi Rudna), cu o capacitate totală de aproximativ 30 milioane tone/an. În acest caz flotaţia este tehnica de separare cea mai potrivită pentru a realiza o recuperare maximă a cuprului şi a argintului. Sunt procesate două tipuri de minereu: gresie-carbonat, în facilităţile de la Lubin şi Rudna, şi dolomit-marnă, la Polkowice. La Mina Reocín se realizează o preconcentrare înainte de mărunţire, folosind metode gravimetrice. Sterilul este pompat sub formă de suspensie în sistemul de bazine. Formaţiunea grosieră a sterilului, care este folosită ca rambleu, este separată de fracţiunea fină folosind hidrocicloni. [54, IGME, 2002].

3.1.2.2.1 Sfărâmarea

În toate locaţiile reducerea în dimensiuni se face prin zdrobire şi mărunţire, folosind diverse modele de mori şi concasoare.

La Aitik se folosesc două concasoare giratorii pentru zdrobire primară. Deschiderea concasorului este de 152 cm şi diametrul suprafeţei interioare la bază este de 277 cm. Fragmentarea minereului zdrobit depinde de setarea concasorului, dar în mod obişnuit lăţimea este de 160 – 180 mm. Prin urmare, cele mai mari fragmente sunt cuprinse între 350 şi 400 mm, dar apar variaţii datorită caracteristicilor diferite ale minereului. Zilnic sunt zdrobite şi trimise către circuitul de mărunţire între 40 000 şi 60 000 de tone. Acest circuit constă din cinci linii de mori, fiecare linie fiind alcătuită dintr-o moară AG (autogenă) şi o moară cu bile. Fiecare circuit de mărunţire funcţionează cuplat cu un transportor elicoidal, care aduce material în moara autogenă.

În această locaţie sunt câteva secţiuni de fărâmiţare, descrise mai jos: Secţiunea B, care cuprinde două linii de 300 t/h, este cea mai veche instalaţie de zdrobire primară. Toate morile funcţionează la 75% din viteza critică. Secţiunea C este o singură linie de 460 t/h. Morile AG şi cu bile funcţionează la 76%, respectiv 73% din viteza critică. Secţiunea D, alte două linii de 460 t/h, funcţionează amândouă la 75% din viteza critică.

Chapter 3

116

Date despre secţiunea B:

• Două mori AG, diametrul de 6 m, lungime 10,5 m, putere de funcţionare 3600 kW • Două mori cu bile, diametrul de 4,5 m, lungime 4,8 m, putere de funcţionare 1250 kW.

Date despre secţiunea C:

• O moară AG, diametrul de 6,7 m, lungime 12,5 m, putere de funcţionare 6600 kW • O moară cu bile, diametrul de 5,2 m, lungime 6,8 m, putere de funcţionare 2500 kW.

Date despre secţiunea D:

• Două mori AG, diametrul de 6,7 m, lungime 12,5 m, putere de funcţionare 6000 kW • Două mori cu bile, diametrul de 5,2 m, lungime 6,8 m, putere de funcţionare 3000 kW.

Capacitatea totală de mărunţire este de aproximativ 50 000 t/zi, deşi cantitatea de material prelucrat depinde de capacitatea de măcinare sau de duritatea minereului. Consumul de energie este în medie de 11 – 12 kWh/t. Măcinarea se face la 55% din greutatea materialului. Produsul final din transportorul elicoidal are d80 în valoare de 180 µm şi aproximativ 25% este mai mic de 45 µm. [63, Base metals group, 2002] Minereul livrat la uzina Boliden este mărunţit sau nemărunţit. Un concasor cu fălci cu o deschidere de 220 mm poate fi instalat pentru minereul proaspăt ieşit din mină (în special cel din minele cu exploatare deschisă). Distribuţia dimensiunilor minereului variază cu timpul, de la bucăţi foarte mici la bucăţi de 200-300 mm. Variaţia dimensiunilor depinde de tipul minereului. Tot minereul este stocat în patru depozite subterane. Capacitatea de depozitare variază între 1500 – 4500 tone. Depozitele subterane fac posibilă amestecarea minereului şi sunt benefice iarna, deoarece reduc problemele legate de îngheţ. Uzina de procesare a minereului este alimentată din depozite cu ajutorul benzilor transportoare şi a alimentatoarelor. Uzina de procesare a minereului foloseşte mărunţire autogenă. Moara AG primară este urmată de moara cu bile, care primeşte bucăţile de sfărâmat în flux continuu de la capătul de ieşire al morii primare. Între mori sunt instalaţi separatori magnetici pentru a separa minereul de resturi metalice. Materialul grosier este trimis înapoi la mori după cernere şi hidrociclonare. Ambele circuite de măcinare sunt echipate cu conuri Reichert, spirale şi mese oscilante pentru separarea gravitaţională a aurului. Masa prelucrată este între 92 şi 110 tone pe oră pe circuit, în funcţie de minereu. Consumul de energie este de aproximativ 22kWh/t. Rezultatul mărunţirii variază între 50 - 80 % <45 µm. [65, Base metals group, 2002] La uzina Hitura reducerea în dimensiuni se realizează prin:

• zdrobire în trei stadii cu un concasor cu fălci, un concasor girator şi un concasor conic. Circuitul mai include o sită care funcţionează în circuit deschis.

• mărunţire în trei stadii la o moară cu bare (Ø 3.2 x 4.5 m) în etapa iniţială şi la două mori cu bile (Ø 3.2 x 4.5 m) în etapele următoare. [62, Himmi, 2002].

Proiectul Las Cruces propune să se folosească:

• un concasor cu fălci iniţial • două concasoare conice, în etapele secundară şi terţiară • mori cu bile.

Granulaţia medie prognozată după pulverizare este 100 % <100 µm. Primul stadiu de zdrobire la zăcământul de cupru Legnica-Glogow are loc subteran. Minereul este mai întâi cernut în trei uzine de prelucrare aflate la suprafaţă. Bulgării mari sunt zdrobiţi în concasoare cu ciocan sau conice. Pulpa este mărunţită în două stadii în mori cu bare şi cu bile. Dimensiunile finale sunt următoarele:

Chapter 3

117

• în uzinele Lubin şi Rudna: 100 % <0.3 mm şi 45 – 60 % <45µm • în uzina Polkowice: 89 – 92 % <45µm.

La Lisheen minereul din depozitul de suprafaţă alimentează în mod continuu circuitul de mărunţit. Acesta constă dintr-o moară semiautogenă, o moară secundară cu bile şi hidrocicloni în circuit închis [73, Ivernia West,]. La exploatarea Neves Corvo reducerea în dimensiuni a circuitului de cupru este realizată de un concasor primar în mina subterană. Zdrobirea secundară se face în uzinele de prelucrare a minereului prin doi hidrocicloni în circuit închis cu o sită (capacitate 350 t/h ). Mărunţirea se realizează într-o moară cu bare (3.8 m x 5.5 m, 1600 kW), urmată de două mori cu bile (4.1 m x 6.7 m, 1600 kW fiecare) în circuit închis cu hidrocicloni (capacitate 230 t/h). Alimentarea circuitului de flotaţie are d80 de 45 µm.

Reducerea în dimensiuni a circuitului de staniu începe cu operaţiunea de zdrobire, care constă dintr-un concasor cu fălci în circuit deschis şi două concasoare conice 2 x 4.25, al doilea în circuit închis cu o sită de 12 mm mărime. Uzina are o capacitate de 80 t/h. Circuitul de mărunţire cuprinde o moară cu bare 3 m x 1.8 m în circuit deschis, urmată de o moară cu bile de 3 m x l.8 m în circuit închis cu o sită, care împreună determină o alimentare a flotaţiei cu d80 de 350µm. [142, Borges, 2003] La mina Pyhäsalmi pulverizarea se realizează prin:

• o etapă de zdrobire cu un concasor cu fălci aflat în mina subterană • mărunţire autogenă în trei stadii (bilele se folosesc în al treilea stadiu) • circuit de mărunţire de cinci mori cu bile (3.2 x 4.5 m). [62, Himmi, 2002]

La Zinkgruvan un concasor primar este situat subteran. După o depozitare temporară la nivelul solului, care în mod normal nu depăşeşte 9 000 tone, minereul este transportat către concasorul secundar, de unde rezultă mai multe fracţiuni:

• >100 mm ca bile pentru morile AG • 25 – 100 mm – este reciclată • <25 mm către morile AG.

Un amestec optim din cele două fracţiuni de dimensiuni >100 mm şi <25 mm este apoi livrat morilor AG. Mărunţirea autogenă este apoi folosită pentru a obţine un produs cu 90 % <100 µm la 40 % solid. [66, Base metals group, 2002] Informaţia de mai sus despre pulverizare este rezumată în tabelul următor.

Aitik Boliden Hitura Las Cruces

Legnica-Glogow

Lisheen Pyhä-salmi

Zink-gruvan

Zdrobire în mină/st

cc în mină cf cf cf Concasor

st Concasor

st cf st Concasor st

Zdrobire în upm cc cc ciocan cc Concasor

sec

Mărunţire AM BiM

AM BiM

BaM BiM BiM BaM

BiM MSA BiM

MA 3 stadii AM

BiM SBM BiM Linii 5 2 1 29 1 1

Capacitatea linei (t/h) 500 100 90 86 - 180 150 115

Chapter 3

118

st=subteran cf=concasor cu fălci cc=concasor conic upm=uzină de prelucrare a minereului AM=moară cu mărunţire autogenă BaM=moară cu bare BiM=moară cu bile SBM =moară cu segmente de bară MSA=moară cu mărunţire semiautogenă

Tabel 3.11: Tipuri de echipament folosit la sfărâmare, număr de linii şi capacitatea lor

3.1.2.2.2 Separarea La Aitik, flotaţia este împărţită în două, un circuit pentru flotaţia principală şi un circuit de curăţare. Flotaţia principală constă din patru linii paralele cu nouă celule mecanice de flotaţie în fiecare linie. Etapa de curăţare cuprinde patru flotaţii şi 16 celule mecanice de flotaţie. Amestecul de prelucrat este tratat cu agenţi de colectare şi spumare, iar valoarea pH-ului este crescută la 10,5 prin adăugarea de oxid de calciu. În flotaţia principală calcopirita şi pirita sunt amestecate. Fiecare linie de flotaţie este împărţită în două categorii, primele patru celule sunt folosite pentru flotaţie grosieră şi ultimele cinci pentru curăţire. În flotaţia grosieră se realizează un concentrat având 10 – 15% Cu. Concentratul grosier rezultat de la cele patru linii alimentează circuitul de curăţire, iar produsul obţinut (1,3 % Cu) este remărunţit într-o moară cu bile. Într-un circuit de curăţire calcopirita este separată de pirită după remăcinare şi adăugarea de var nestins (oxid de calciu). Concentratul grosier, împreună cu produsele returnate de la circuitul de separare, sunt remăcinate într-o moară cu bile în circuit închis cu hidrocicloni. Deversarea ciclonilor curge către coloane. Concentratele care rezultă din prima şi a doua coloană conţin 20-25% Cu şi sunt amestecate pentru curăţare în două etape, în mici celule mecanice. Concentratul final conţine 28.8 % Cu, 8 g/t Au şi 250 g/t Ag. Concentratul este deshidratat în cuve de decantare continuă, filtre şi cuptoare rotative. Concentratul uscat este transportat cu autocamionul, în containere, pe o distanţă de 20 km până la gară, apoi cu trenul pe o distanţă de 400 km până la topitorie. Uzina de prelucrare a minereului funcţionează 100% cu apă recirculată din sistemul de bazine reziduale şi recuperează 90% din cuprul, 50% din aurul şi 70% din argintul folosit. Uzina este echipată cu un sistem de control distribuit şi un sistem de analiză on-line. [63, Base metals group, 2002] La mina Hitura separarea se realizează prin flotaţie. Toate instrumentele de flotaţie sunt mecanice. De asemenea, este instalat un sistem automat de control al proceselor, cu două analizoare cu raze X (şase linii de suspensie). Deshidratarea se face folosind două cuve de decantare continuă pentru Ni-conc. (Ø 25 m + Ø 10 m) şi un filtru de presiune (25 m2). Reactivii adăugaţi pe parcurs la Hitura sunt:

• Mărunţire: xantat etil de sodiu (XES) • Flotaţie: H2SO4, XES, agent de spumare, carboximetilceluloză (CMC), var (pentru curăţire).

[62, Himmi, 2002] Proiectul Las Cruces a propus spălarea sub presiune cu acid sulfuric, urmată de Extracţia Solventului şi Extracţia Electrolitică (ES-EE) pentru obţinerea cuprului [67, IGME, 2002].

La uzina de prelucrare a minereului din zăcământul de la Legnica-Glogow, procesul de flotaţie se realizează în trei stadii: grosier, de curăţare şi de spălare. În plus, în etapa iniţială de mărunţire şi sortare de la uzinele Polkowice şi Lubin, s-a introdus aşa numita „flotaţie rapidă”. Concentratul obţinut din flotaţia rapidă conţine 30 – 45 % Cu. La uzina din Rudna se introduce în prezent flotaţia rapidă în locul celei grosiere. La toate cele trei uzine consumul de apă este de 4,5-5,2 mc/t de minereu.

Chapter 3

119

Ca agenţi colectori, se consumă o cantitate de 50 – 68 g/t de minereu din următorul amestec: xantat etil de sodiu (XES), xantat izobutil de sodiu (XIBS) şi hostaflot LET (dietilen-ditiofosfosfat de sodiu). Carflot (un amestec de butil-eteri şi di-, tri- şi tetra-etileni glicoli) este folosit ca agent de spumare (consum de 22 g/t de minereu). pH-ul este neutru (7-8), fără a se adăuga lapte de var sau alţi polielectroliţi. Procesul este în permanenţă controlat prin analizoare cu raze X. Nivelul de recuperare este de 87 – 90 % pentru cupru şi de 83 – 87 % pentru argint. Concentratul final conţine: • 18 % Cu şi 1000 ppm Ag (la Lubin) • 27,2 % Cu şi 480 ppm Ag (la Polkowice) • 30,5 % Cu şi 640 ppm Ag (la Rudna). Concentratul este deshidratat în cuve de decantare, prese de filtrare (până la 12 – 14 % gradul de umiditate) şi tambure de uscare alimentate cu gaz (până la 12 – 14 % gradul de umiditate), înainte de a fi trimis la topitorie. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Lisheen, minereul de bază este alimentat într-un circuit de plumb, apoi într-unul de zinc. Aceste circuite folosesc celule mecanice de flotaţie, iar circuitul de zinc mai foloseşte şi coloane de flotaţie. Circuitul de zinc cuprinde o etapă de remărunţire, pentru a îmbunătăţi producţia de concentrat de calitate şi pentru a maximiza recuperarea metalelor; este adăugat şi un circuit de spălare cu acid, pentru a menţine un nivel scăzut de oxid de magneziu în concentrat [73, Ivernia West, ]. Apa din acest proces este reciclată şi suplimentată cu apa obţinută din TMF (Tailings Management Facility). Separarea cuprului la Neves Corvo se face prin flotaţie. Separarea staniului se face iniţial gravitaţional, folosind mesele oscilante Holman-Wilfley, apoi prin flotaţia caseritului [142, Borges, 2003]. La mina Pyhäsalmi separarea se realizează folosind un circuit de flotaţie format din Cu, Zn şi în final de pirită. Toate celulele de flotaţie sunt de tip mecanic. Rambleul (partea grosieră a sterilului) este separat de deşeurile fine într-un hidrociclon (Ø 500 mm), înainte ca acestea din urmă să fie pompate într-un bazin rezidual. Reactivii adăugaţi pe parcurs sunt:

Chapter 3

120

• mărunţire: • Cu-flotaţie: • Zn-flotaţie: • pirită-flotaţie: • deshidratare: • deşeuri: var, ZnSO4 , xantat izobutil de sodiu (XIBS), agent de spumare var, ZnSO4 , XIBS, agent de spumare, NaCN var, CuSO4 , XIBS, agent de spumare, NaCN (curăţare) H2SO4, XIBS, agent de floculare (îngroşare), HNO3, CH3COOH (filtre) var (neutralizare).

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 121

[62, Himmi, 2002] La Tara, sfaleritul şi galena sunt menţinute selectiv în stare de plutire, în timp ce pirita este scufundată. Îndepărtarea selectivă a galenei este îmbunătăţită de agentul de colectare xantat izopropil de sodiu (XIPS). MIBC (metil izobutil carbinol) este adăugat ca agent de spumare. În timp ce galena pluteşte, sfaleritul şi pirita sunt scufundate cu tanin quebracho, lingosal, amidon şi cianură de sodiu. În faza următoare, de plutire a sfaleritului, se adaugă sulfat de cupru şi oxid de calciu, pentru a reactiva sfaleritul şi pentru a creşte pH-ul. Tiocarbonatul şi Amil Xantatul de Patasiu (AXP) sunt folosiţi ca agenţi de colectare, iar MIBC ca agent de spumare. [101, Minele Tara, 1999] La Zinkgruvan procesul de flotaţie se realizează în două etape, ca mai sus, cu flotaţie principală, urmată de separare zincului şi a plumbului. În cadrul flotaţiei principale se adaugă acid sulfuric, pentru a scădea pH-ul până la aproximativ 8, faţă de valoarea normală de aproximativ 9. Xantat izopropil de sodiu (XIPS), ca agent de colectare, şi metil izobutil carbinol (MIBC), ca agent de spumare, sunt folosiţi pentru obţinerea mineralelor dorite (galena şi sfaleritul). În circuitul de flotaţie principală se realizează separat remărunţirea, pentru a îmbunătăţi puritatea concentratului. Concentratul principal recuperează 98 %, 95 % şi 85 % din conţinutul total de zinc, plumb şi respectiv argint al minereului. În etapa de separare a zincului/plumbului se adaugă hidroxid de sodiu, pentru a creşte pH-ul la aproximativ 12. Concentratul de zinc se produce în mod direct, în timp ce concentratul de plumb necesită flotaţii adiţionale în multiple etape, pentru a atinge concentraţia finală. [66, Base metals group, 2002] 3.1.2.3 Managementul sterilului Deşeurile (steril) sunt folosite ca rambleu în majoritatea minelor subterane. În aceste locuri 16 – 52 % din steril are această destinaţie. La mina Reocin deşeurile sunt folosite în proporţie de 94% pentru a acoperi vechile exploatări de suprafaţă. Sterilul care nu este folosit ca rambleu trebuie depozitat în bazine. Proiectul Las Cruces propune depozitarea deşeurilor deshidratate în celule liniare. La Almagrera fracţiunea grosieră a sterilului (33 %) este coaptă, rezultând acid sulfuric. Zgura este apoi leşiată şi din ea se extrage cupru prin procedeul ES-EE. Zgura este apoi depozitată într-un baraj de zgură. Cele 2/3 rămase din steril sunt depozitate în bazine. Producţia de steril şi procentul care se foloseşte ca rambleu la diferite mine sunt reprezentate în tabelul de mai jos. Locaţia Metoda de minerit Producţia de steril

(t/an) Steril folosit ca rambleu (%)

Aitik Exploatare la suprafaţă 17700000 0

Almagrera Subteran 900000 0

Boliden Mining Area La suprafaţă /subteran 1457000 29

Garpenberg Subteran 910000 50

Hitura Subteran 518331 0 Bazinul de cupru de la Legnica-Glogow Subteran 27000000 0

Lisheen Subteran 910000 50

Mina Reocín La suprafaţă /subteran 950000 94

Neves Corvo Subteran 1370000 30

Pyhäsalmi Subteran 213816 16

Tara Subteran 1680000 52

Zinkgruvan Subteran 850000 50

Chapter 3

122 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Tabel 3.12.: Procentul de steril folosit ca rambleu la exploatările miniere Almagrera foloseşte ca rambleu piatră reziduală şi din carieră (şist calcar), în loc de steril. La Mina Reocín o mină de suprafaţă epuizată este acoperită, ceea ce explică procentajul mare de steril folosit ca rambleu. La Zinkgruvan şi Garpenberg se execută operaţiuni de rambleiaj care folosesc 45 – 50 % din sterilul produs. Zona minieră Boliden Mining a primit minereu de la o mină de suprafaţă şi de la o serie de mine subterane. Dacă din producţia totală de steril se scade minereul de la exploatarea de suprafaţă, procentul de steril rambleiat este de 34%. Această valoare este înşelătoare, dacă se ţine cont de faptul că, în anul 2001, la minele Renström, Petiknäs şi Åkerberg, au fost readuse în subteran mari cantităţi de piatră reziduală (un total de 140 000 tone de piatră reziduală au fost readuse în subteran în 2001). Minereul metalului de bază conţine de obicei câteva minerale metalifere. Adesea, cuprul, plumbul şi zincul sunt extrase împreună. În mod normal, metalele de bază sunt extrase sub formă de sulfuri. Prin urmare, infiltraţia acidă în sol constituie o problemă majoră în managementul sterilului şi al sedimentelor miniere. De aceea, stabilitatea chimică pe termen lung a zonei reprezintă o provocare. Sterilul se prezintă sub formă de mâl, iar haldele şi iazurile de decantare pot avea dimensiuni mari. O gamă largă de complexe metalifere şi produse chimice sunt incluse în mâlul de steril; prin urmare, stabilitatea fizică este de asemenea importantă pentru aceste sector. 3.1.2.3.1 Caracteristicile sterilului La Almagrera sunt două tipuri de steril. Fracţiunea fină şi zgura rezultată din coacerea şi leşierea fracţiunii grosiere. Sterilul este în mare parte format din pirită şi este generator de infiltraţii acide. Zgura este leşiată uşor cu apă. Sterilul este solid în proporţie de 66% , iar densitatea materialului compact este de 4.0 t/m3 (în special pirită). După descărcarea în bazin sterilul are un pH iniţial de 9, dar în bazin este în jur de 3,2. La Aitik principala problemă a planurilor de închidere şi scoatere din exploatare a bazinului de steril este potenţialul generator de acizi. Datorită unei aprecieri iniţiale conform căreia materialul va genera infiltraţii acide, au fost cercetate mai multe opţiuni de schimbare a compoziţiei acestuia. În forma sa brută, sterilul are o valoare CAB (calcul acido-bazic) de -13 kg CaCO3/t, determinată de conţinutul în pirită (0,9 % S). Testele de flotaţie şi eşantionare a diferitelor produse din uzina de prelucrare au evidenţiat o gamă de mostre cu un conţinut în sulf care variază de la 0,12% pentru sterilul de-piritizat, până la 31% pentru produsul de flotaţie al piritei. Aceste mostre au fost supuse testelor de umiditate în diverse campanii. Rezultatele testelor cinetice şi modelărilor arată că silicaţii din steril au o capacitate mare de a neutraliza acizii. Mai importantă însă, este rata de oxidare a sulfurilor în condiţii reale. Dizolvarea silicaţilor este capabilă să neutralizeze acidul produs de oxidarea piritei, până la un anumit nivel. Sub acest prag carbonaţii sunt încet consumaţi, iar peste prag sunt epuizaţi, după care silicaţii singuri nu mai sunt capabili să neutralizeze acidul produs. Au fost întreprinse măsurători pe teren ale fluxului de oxigen, pentru a ilustra comportamentul real al materialului. Rezultatele arată că se va produce acid doar într-un strat de suprafaţă cu grosimea de 20 cm, ceea ce se corelează cu capacitatea silicatului din straturile profunde de a neutraliza acidul. În straturile inferioare nu se produc acizi, indicând un excedent de capacitate tampon. La Aitik, unde îngheţul persistă şapte luni pe an, cinetica diferă semnificativ faţă de condiţiile de laborator şi faţă de testele actuale de pe teren. Pentru a verifica dacă sterilul are nu capacitate de infiltraţie acidă, au fost executate de asemenea teste cu coloane, în condiţii reprezentative pentru perioada de dezgheţ de la Aitik. În acest test, rata măsurată de consum a oxigenului a fost cu 50% mai mică decât rata minimă calculată din eliminarea de sulfat in experimentele cu celule de umiditate.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 123

Pe lângă aceste teste, modelul hidrogeologic al fluxului apei subterane în interiorul bazinului a arătat că peste 90% din volum este în permanenţă saturat cu apă; acest lucru este echivalent din punct de vedere tehnic cu managementul subacvatic al sterilului. Doar zone mici de la barajele din amonte şi din aval pot deveni uneori nesaturate. Pentru a rezolva această situaţie, s-a propus o soluţie care sugerează crearea unui lac în partea inferioară a bazinului de steril. S-ar evita astfel zonele nesaturate din aval, rămânând nesoluţionată în prezent doar problema unei mici porţiuni din amonte. O posibilă soluţie pentru această problemă ar fi separarea piritei şi administrarea selectivă a acesteia (de-piritizare). Însă această soluţie nu elimină problemele posibile, ci doar concentrează pirita într-un material cu potenţial crescut de formare de acizi. Aceasta necesită o soluţie tehnică de calitate crescută şi risc scăzut. Soluţia ar putea fi depozitarea acestui material pe fundul minei de suprafaţă epuizate la închiderea ei, unde va rămâne în permanenţă acoperit de apă. [63, Base metals group, 2002] Zona minieră Boliden constă în mineralizări sulfurice complexe. Aici exploatarea a început în 1925 şi până în prezent au fost exploatate în zonă aproximativ 30 mine. În consecinţă, sterilul din bazin are proprietăţi chimice şi fizico-chimice variabile. Caracteristicile sterilului produs în prezent sunt rezumate în tabelul de mai jos. Fracţiunea fină rezultată după ciclonale este depozitată în bazin, iar fracţiunea grosieră este folosită ca rambleu pentru minele subterane.

Mărime Steril total Deversarea în bazin la hidrocicloni

µm Trecerea % cumulativă Trecerea % cumulativă 350 100 100 250 99.9 100 180 99.7 100 125 97.8 100 88 93.5 95.6 63 85.9 87.8 45 76.6 78.3 20 53.2 54.4 -20 0 0

Tablel.3.13.: Curba granulometrică a sterilului la Boliden [65, Base metals group, 2002] Sterilul are următoarea compoziţie înainte de ciclonare şi leşiere cu cianuri: • Au: 0,85 g/t • Ag: 24,9 g/t • Cu: 0,10 % • Zn: 0,40 % • Pb: 0,13 % • S: 17,8 % Mai mult de 50% din steril are particule mai mici de 2 µm. Mâlul de steril pompat în bazin conţine 20 – 25% solide. Densitatea sterilului, aşa cum este depozitat în bazin, este de 1,45 t/m3. [65, Base metals group, 2002] La Mina Reocín sterilul este sub formă de mâl, un amestec de apă şi dolomit, cu 65% conţinut solid şi o densitate solidă de 2,75 t/m3. Sterilul este alcalin în momentul descărcării (pH 6,5 – 8), uşor de compactat şi nereactiv datorită caracterului alcalin). La Garpenberg sterilul a fost investigat în ceea ce priveşte compoziţia şi rezistenţa la intemperii. Metodele folosite au fost: investigaţii mineralogice, analiza completă a rocii, calcul acido-bazic (CAB) şi teste cinetice de rezistenţă la intemperii (teste extinse cu cele de umiditate realizate între 1995 şi 1999) în combinaţie cu modelări predictive. Toate rezultatele arată că sterilul nu va produce infiltraţii acide. Concentraţiile metalelor în apa interstiţială vor avea solubilitate limitată la pH-ul crescut în

Chapter 3

124 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

mod natural din interiorul bazinului, chiar dacă sterilul va fi expus, cu acces complet la oxigenul din atmosferă. Metalele mobilizate prin oxidarea sulfurilor de la suprafaţă vor fi imobilizate prin absorbţie şi precipitare, în timpul transportului prin steril. Concluzia acestor rezultate a fost că nu sunt necesare măsuri pentru a limita mobilizarea metalelor din depozit sub acţiunea condiţiilor meteorologice. Sterilul produs în prezent are variaţii mineralogice mari, deoarece se exploatează alte părţi ale zăcământului, cu un conţinut mai mare în sulfuri, în special pseudomorfoză de pirită (FeS). Conform eşantionărilor şi analizelor făcute în anul 2001, s-a prezis că acest steril „nou” va produce infiltraţii acide (vezi analiza detaliată în tabelul de mai jos). Urmărindu-se dezvoltarea efectului agenţilor atmosferici, caracteristicile sterilului sunt considerate importante, deşi metoda planificată de scoatere din folosinţă (inundare) este potrivită pentru sterilul potenţial generator de infiltraţii acide. În aceste condiţii, eşantionarea sterilului va continua şi în viitor. [64, Base metals group, 2002]

Element Concentraţie (mg/kg)

As 56.3 Ba 338.8 Be 0.45 Ca 30933 Cd 18.6 Co 6.1 Cr 3.2 Cu 317.7 Fe 65533 Li 4.6

Mn 4163 Mo 2.9 Ni 7.8 P 149

Pb 4011 S 44600

Sn <5 Sr 19.6 V 9.5 Zn 7051

Tabel.3.14.: Rezultatele medii ale analizei sterilului la Garpenberg (2001) [64, Base metals group, 2002] Câteva informaţii cheie cu privire la sterilul depozitat în bazin pot fi enumerate astfel: • 500 000 tone de steril/an • descărcate în bazin cu 20% solide • granulaţia tipică (trecerea %) (d50 = 20 µm, d80 = 64 µm).

Mărime (µm)

Trecerea % cumulativă

500 100 350 99.8 250 99.7 180 99.4 125 97.5 90 93.3 63 79.1 45 68.1

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 125

20 50.8 10 31.6

Tabel.3.15.: Granulaţia sterilului la Garpenberg [64, Base metals group, 2002] Câteva dintre informaţiile cheie privitoare la sterilul folosit ca rambleu la Garpenberg sunt: • 450 000 tone rambleu/an • 80 - 85 % solide

Mărime (µm)

Trecerea % cumulativă

250 96.6 180 86.8 90 46.4 45 18.8

Tabel.3.16.: Granulaţia tipică a sterilului folosit ca rambleu la Garpenberg [64, Base metals group, 2002] La Hitura s-au făcut aceleaşi examinări ale sterilului ca şi la Pyhäsalmi. Cele mai semnificative probleme le reprezintă conţinutul în cupru şi nichel. Sterilul nu va produce infiltraţii acide, deoarece capacitatea de tamponare este mai mare decât potenţialul de producere de acizi. Granulaţia sterilului este 60 % <74 µm. [62, Himmi, 2002] Pentru proiectul Las Cruces sterilul produs de-a lungul duratei de viaţă estimată a proiectului se va ridica la aproximativ 4 Mm3 (sau 15 milioane tone). Sterilul este piritic şi se presupune a fi generator de infiltraţii acide. Granulaţia medie este estimată la 100 µm. Sterilul va fi depozitat „uscat” după deshidratare, cu o umiditate de aproximativ 7 – 8. [67, IGME, 2002] În bazinul de cupru Legnica-Glogow sterilul de la cele trei uzine de prelucrare este depozitat într-un singur iaz de steril, cu 14 – 20% solide. Compoziţia şi granulaţia sunt prezentate în tabelele de mai jos.

Uzina de prelucrare a sterilului Element/ compus

Unitate Lubin Rudna Polkowice

Cu % 0.16 0.21 0.26 Pb % 0.06 0.04 0.026 Zn % 0.007 0.006 0.004 Fe % 0.57 0.54 0.48 S (total) % 0.27 1.12 0.66 S (s2–) % 0.15 1.01 0.12 C (total) % 2.80 4.14 9.26 C (organic) % 0.48 0.32 0.54 SiO2 % 68.03 53.05 18.42 CaO % 5.43 12.14 26.25 MgO % 3.15 5.72 6.88 Al2O3 % 3.09 4.11 4.58 Mn % 0.094 0.153 0.190 Na % 0.26 0.40 0.40 K % 1.23 1.20 1.17 As g/t 71 10 37 Ag g/t 13 7 6 Co g/t 39 10 21 Ni g/t 27 16 42 V g/t 72 38 110 Mo g/t 15 12 8

Chapter 3

126 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Au g/t 0.002 0.006 0.008

Tabel.3.17.: Analiza chimică a sterilului din bazinul de cupru de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Granulaţia

Tipul sterilului: >0.1 mm (%)

0.1 - 0.045 mm (%)

<0.045 mm (%)

Minereu de gresie carbonată (procesat la Lubin şi Rudna) 27 - 36 16 - 35 40 - 60

Minereu dolomit-şist (procesat la Polkowice) - 8 - 11 89 - 92

Tabel.3.18.: Granulaţia sterilului din bazinul de cupru de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Deoarece sterilul are o concentraţie scăzută în sulf (S2- <1%) şi o concentraţie crescută de carbonaţi tampon (20 – 80 %), nu s-au produs până acum infiltraţii acide şi nici nu se vor produce pe viitor. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Sterilul este livrat la TMF la Lisheen cu aproximativ 35% solide şi conţine zinc, plumb, câţiva reactivi şi săruri metalice care au o granulaţie de 80 % <95 µm. Densitatea sterilului uscat este de 3.5 g/cm2. Densitatea in situ este în jur de 1.7 g/cm2. Calculul acido-bazic (CAB) a fost realizat la stadiul permis şi a prevăzut că sterilul este generator de aciditate.[75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. Sterilul de la Neves Corvo este relativ fin, cu o d80 de 30 – 40 µm. Următorul tabel arată mineralele prezente în steril:

Mineral Greutate-% Pirită (FeS2) 84 – 90 Arsenopirită (FaAsS) 3 – 7 Calcopirită (CuFeS2) 1.5 – 2.5 Sfalerită (ZnS) 1.0 – 2.5 Tetraedrit, Tenandrit (Cu, Fe)12(Sb, As)4S13

1 – 2

Minerale non-metalice 8 – 12 Altele 1 – 2

Tabel 3.19.: Compoziţia mineralogică a sterilului din Neves Corvo [142, Borges, 2003] Sterilul are un potenţial generator de aciditate ridicat (AP: 910 kg CaCO3/tonă). Este de aşteptat ca pe parcursul duratei de exploatare a minei să fie produse 42 milioane tone de steril, dintre care 14 milioane vor fi folosite ca rambleu.[142, Borges, 2003] La Pyhäsalmi compoziţia chimică şi comportarea la leşiere a sterilului (solubilitate maximă/ DIN 38614-S4 prin metoda Kuryk şi comportare pe termen lung) au fost determinate prin teste de simulare în laborator. S-au cercetat capacitatea de neutralizare în opoziţie cu potenţialul formării de aciditate. De asemenea, s-au făcut teste de eroziune eoliană la scara laboratorului. Cele mai mari probleme le pune conţinutul în metale grele (As, Cd, Cu, Pb, Zn) şi sulf, răspunzător de potenţialul de generare a infiltraţiei acide. În consecinţă, au fost considerate metode alternative de prelucrare, pentru a schimba caracteristicile sterilului. Un exemplu este flotaţia selectivă a piritei, pentru a obţine un conţinut final de S mai mic de 1 %. Acest lucru este posibil din punct de vedere tehnic, dar nu este viabil din punct de vedere economic. Acest proces ar genera un produs (pirita) imposibil de vândut şi care necesită tehnici şi proceduri speciale pentru depozitare sau distrugere. Amestecare sterilului cu turbă în momentul pompării în zona de steril, pentru a crea condiţii reducătoare, a fost de asemenea investigată. Testul a fost oprit datorită dificultăţilor tehnice, dar se intenţionează continuarea cercetărilor în laborator. Neajunsul acestei tehnici este faptul că se consumă o resursă naturală. Granulaţia materialului de steril este de 65 % <74 µm. [62, Himmi, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 127

Concentratul de sfalerit la Tara este spălat cu acid sulfuric pentru a elimina dolomitul (CaCO3.MgCO3). acest tratament precipită sulfaţi de magneziu şi calciu, care sunt adăugaţi la fluxul de steril. Mâlul de steril mai conţine agenţi colectori, inhibitori şi MIBC. [101, Tara mines, 1999] La Zinkgruvan sterilul conţine în principal cuarţ, feldspat şi calcit. De asemenea, se găsesc şi mici cantităţi de sulfuri (conţinut în sulf<0.25 %). Conţinutul în calciu est de aproximativ 8%. Raportul între sulf şi calciu este <0,1 sugerând că sterilul este bine tamponat şi nu va produce infiltraţii acide. Testele de rezistenţă la intemperii au arătat că sterilul are o rată scăzută de degradare. Compoziţia sterilului este dată în tabelul de mai jos.

Mineral Greutate % SiO2 62.4 TiO2 0.3 Al2O3 11.8 Fe2O3 0.6 FeO 2.9 MnO 0.7 MgO 2.2 CaO 7.0 BaO 0.01 Na2O 0.6 K2O 4.9 H2O110-350 0.1 CO2 2.1 B2O3 0.1 FeS 0.5 ZnS 0.2 PbS 0.1 Alte minerale 3.3 TOTAL 100

Tabel.3.20.: Analiza chimică a sterilului la Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] Odată aşezat în bazin, sterilul are o permeabilitate in situ de 10-5 - 10-6 m/s şi o densitate in situ de 1.35 - 1.45 t/m3. 3.1.2.3.2 Metode de management aplicate La Aitik sterilul este pompat într-un bazin de 14 km2 (7 km x 2 km). Patru conducte (conducte de oţel căptuşite cu cauciuc) sunt folosite în acest scop, deşi doar două sunt folosite concomitent. Toate cele patru conducte sunt echipate cu cinci pompe în serie. Puterea totală pentru fiecare linie este de 2000 kW. Apa din bazinul de steril alimentează un bazin de clarificare cu apă limpede. Bazinul de steril este limitat de topografie (tip vale) şi de patru baraje, vezi figura de mai jos. Sterilul este pompat sub formă de mâl spre zona de deversare de-a lungul barajului A-B. Cepuirea duce la acumularea materialului grosier în apropierea barajului A-B, în timp ce fracţiunea fină se sedimentează succesiv de-a lungul bazinului, către barajul din aval, unde apa separată este colectată. Volumul activ de apă în barajul de steril este în mod normal de 2 Mm3, care ocupă aproape 1/5 din suprafaţa bazinului. Apa este evacuată folosind o un canal deversor şi un apeduct oţelit, localizat la zona de contact între baraj şi vale. În viitor se va folosi un sistem de canale deschise în pământ neperturbat, care vor evacua apa şi vor elimina apeductul din baraj. Bazinul de clarificare este localizat la vest de barajul de steril, în aval de barajul E-F şi de extensia acestuia. Suprafaţa bazinului este de 1.6 km2 şi capacitatea de aproximativ 15 Mm3. acest bazin serveşte ca: • Pasul final al apei de procesare

Chapter 3

128 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• Rezervor pentru apa de procesare • Apă tampon pentru topirea zăpezii şi precipitaţii Îngheţarea apei de procesare în timpul iernii este un efect climatic de importanţă semnificativă pentru echilibrul apei. În timpul precipitaţiilor excesive şi a dezgheţului, apa este descărcată din bazin către râurile de primire. De asemenea, atunci când este necesar, este posibilă eliminarea apei din canalul de reciclare a apei.

Figura 3.93: Situaţia sterilului şi a bazinelor de clarificare de la Aitik în anul 2000 [63, Base metals group, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 129

Barajele impermeabile din jurul lacului au fost construite începând din 1966 şi de atunci au fost ridicate folosind în special metoda în amonte (vezi figura de mai jos). Fiecare înălţare a fost de aproximativ 3 m. Materialele folosite pentru înălţare au fost argila eratică pentru etanşarea nucleului şi piatră reziduală pentru umplutura de susţinere. La construcţia extensiei E-F a barajului, care a început în 1991, s-a folosit metoda în aval, cu creasta barajului având o direcţie în exteriorul lacului.

Figura 3.14: Secţiune prin barajul de la Aitik [63, Base metals group, 2002] La Almagrera fracţiunea grosieră a sterilului (33 % sau 300 000 t/an) este coaptă, rezultând acid sulfuric. Zgura este apoi spălată cu acid sulfuric şi din ea se extrage cupru prin procedeul ES-EE. Zgura este apoi depozitată într-un bazin de zgură. Procentul de 66% rămas din steril (600 000 tone de steril fin) este depozitat în bazine de zgură. Barajul este construit fără a se folosi garnitură. Este un baraj de pământ, cu un nucleu de argilă compactă. Volumul barajului este de 3,2 Mm3. Pierderile prin infiltraţie sunt pompate înapoi în bazin. Apa filtrată este pompată către o staţie de tratare a apei (cenuşărire), unde este tratată înainte de a fi evacuată. Orificiul de evacuare în caz de urgenţă este construit în rocă solidă. Zgura este depozitată într-un baraj de zgură. [61, IGME, 2002] Managementul sterilului în zona Boliden este descris în secţiunea 3.1.6.3. La Mina Reocín, 94 % (900 000 din 950 000 t/an) din deşeurile grosiere, care sunt filtrate până la un grad de umiditate de 15%, sunt folosite pentru a acoperi vechile exploatări la suprafaţă. Restul de 50 000 t/an sunt depozitate în lacuri reziduale, datorită capacităţii limitate de filtrare. Capacitatea lacului este de 2,6 Mm3 şi în prezent conţine aproximativ 2,5 Mm3 de steril. Barajele sunt construite din material împrumutat. Lacul este construit pe sol natural. Apa de decantare este eliminată după ce trece printr-o serie de lacuri de purificare, fără a fi reciclată înapoi în uzină. 100% din necesarul de 2,2 Mm3

de apă este pompat din mină. [54, IGME, 2002]. Toate golurile miniere (sau deschideri) create la Garpenberg sunt rambleiate cu piatră reziduală din lucrări de dezvoltare sau steril. Concentratul constituie cam 10% din minereul procesat, ceea ce înseamnă că restul de 90% devine steril. 50% din steril este folosit pentru rambleiaj. Când minereul este dinamitat, zdrobit şi mărunţit, volumul se măreşte cu aproximativ 60%, ceea ce înseamnă că volumul sterilului la Garpenberg este de 145% din volumul minereului extras. Nu se poate rambleia mai mult steril din motive geometrice. Sterilul este ciclonat pentru a separa particulele fine de cele grosiere. Particulele grosiere sunt filtrate pentru a îndepărta apa şi pentru a permite transportul în camioane. La unele mine aceste particule pot fi amestecate cu ciment pentru a stabiliza rambleul. După amestecarea cu apă, sterilul cimentat este transportat hidraulic în zonele dezafectate ale minei şi apa în exces este eliminată printr-un sistem de scurgere.

Chapter 3

130 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Bazinul de steril folosit în prezent în zona Garpenberg este localizat la o distanţă de aproximativ 2 km sud-vest faţă de uzina de procesare a minereului. Înainte de a cere ultima autorizaţie pentru a creşte înălţimea bazinului de steril, s-au luat în considerare mai multe metode alternative de management al sterilului, cum ar fi:

• îngroşarea sterilului şi • descărcarea subacvatică într-un lac.

Aceste alternative au fost respinse datorită costurilor ridicate (îngroşarea sterilului) şi a opiniei publice, care s-a opus depozitării subacvatice. În prezent, partea activă a bazinului de steril acoperă aproximativ 35 ha. Perioada de funcţionare a bazinului depinde de rata de producţie a sterilului, dar ea este în jur de 8 ani dacă se menţine rata actuală. Sterilul are o densitate efectivă de 1,5 t/m3. La ora actuală, barajul se construieşte folosind metoda în aval (vezi figura de mai jos). [64, Base metals group, 2002]

Figura.3.15.: Secţiune prin barajul de la Garpenberg înainte de ultima înălţare [64, Base metals group, 2002] Operatorul a făcut o analiză a potenţialului metodei axei cursului de apă şi a concluzionat că această metodă ar avea ca efect:

• costuri de operare mai mici • folosirea de mai puţin material de construcţie • concomitent îndeplinirea cerinţelor de stabilitate.

Prin urmare, s-a înaintat o cerere autorităţilor, prin care se cere autorizaţie pentru ridicarea barajului prin metoda axei cursului de apă. Eliminarea de apă din bazin a fost de 4,55 Mm3 în 2001. Din aceasta, 50% a fost refolosită în uzina de prelucrare a minereului, restul de 50% fiind deversată în apele de suprafaţă. Zona de colectare pentru bazinul de steril este de 1,56 km2. [64, Base metals group, 2002] La Hitura zona de steril, 110 ha în total, este împărţită în trei bazine. Sterilul (480 000 tone în 2000) este descărcat în primul bazin. Celelalte două sunt lacuri de decantare. Fracţiunea solidă se sedimentează în primul bazin şi apa limpezită este decantată prin intermediul unui turn şi condusă către bazinul următor prin zona centrală a bazinului cu steril. Apa limpezită este refolosită în procesarea minereului şi numai excesul este deversat în apele de suprafaţă. Bazinul de steril este de tip exterior văii. Barajele iniţiale sunt construite din morenă. Sterilul este distribuit cu cepuri. Barajele se ridică la fiecare 12-15 luni folosind steril. Barajele lacurilor de clarificare sunt construite din morenă şi sunt căptuşite cu pietriş grosier pentru a preveni eroziunea. Distanţa între uzina de prelucrare a minereului şi TMF este de aproximativ 500 m. Distanţa între zona de steril şi cel mai apropiat râu este de 3 km.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 131

Există probleme cu infiltrarea apei din iazurile de decantare în izvoarele de apă subterană. Apa subterană şi cea infiltrată sunt pompate în lac pentru a controla fluxul subteran şi pentru a minimaliza orice impact. Precipitaţiile anuale în Hitura sunt de aproximativ 550mm. Temperatura medie din cursul anului este de 1 – 3 ºC, temperatura maximă în timpul verii este de 30 ºC, iar cea minimă în timpul iernii este de –35 ºC. Timp de cinci luni pe an temperatura este pozitivă şi timp de şase luni este negativă. Solul a fost investigat înainte de construcţia zonei de management al sterilului, dar se pare că nu destul de atent, deoarece într-o locaţie există infiltrări în apa subterană. Apa subterană este monitorizată în fântâni speciale de monitorizare, localizate în aval de bazinul cu steril, iar apa pompată înapoi în lac este eşantionată. [62, Himmi, 2002] În zăcământul de cupru de la Legnica-Glogow mineritul cuprului a început în 1967. Tot sterilul, care constituie 93 – 94 % din minereul extras, a fost depozitat în iazuri de decantare, care au fost construite folosind metoda în amonte. Primul iaz de steril de 600 ha, construit în amonte, a funcţionat între anii 1968-1980 şi 93 milioane de steril au fost depozitate aici. Acest bazin a fost dezactivat în 1980. Se presupune că închiderea este temporară şi că în viitor poate fi din nou funcţional, ca un spaţiu de rezervă. Din 1977 funcţionează un nou iaz de steril, cu o capacitate de 1450 ha. Asemănător cu primul, primeşte steril de la toate trei uzinele de prelucrare a minereului. Deoarece toate trei minele sunt situate în zone locuite, iar distanţa între ele nu este mai mare de 20 km, s-a decis găsirea unei zone potrivite din punct de vedere topografic pentru a o transforma într-un iaz de steril care poate deservi toate minele. Un avantaj al acestui aranjament este că ia în considerare diferitele caracteristici ale sterilului. De exemplu, sterilul de la minele Lubin şi Rudna este grosier, în timp ce acela de la Polkowice este mai fin, astfel încât sterilul grosier se poate utiliza la construcţia barajului, iar cel fin la etanşarea bazei bazinului. Sterilul este transportat către bazin printr-o conductă, sub formă de mâl solid în proporţie de 14 – 20 %. Opţiunea de a pompa steril îngroşat a fost luată în considerare în 2001, dar ideea a fost respinsă datorită motivelor economice, în special costului ridicat al schimbării sistemului deja existent. În prezent, lungimea rutelor de transport de la cele trei uzine este între 6 şi 9 km. Cantitatea totală a sterilului depozitat în iazurile de decantare funcţionale era de 550 milioane tone la sfârşitul anului 2001. Sterilul nu este folosit ca rambleu. Fracţiunea grosieră, care din punct de vedere tehnic îndeplineşte standardele pentru rambleu hidraulic, este folosită la construcţia barajelor. Sterilul fin poate fi folosit doar sub formă de pastă, ceea ce ar fi prea costisitor în momentul de faţă. O parte din sterilul carbonat (150 000 t/an) este folosit pentru a neutraliza acidul sulfuric diluat din topitoriile de cupru. Procesul de neutralizare are loc la uzina de îmbogăţire de la Polkowice. Produsul obţinut după neutralizare este amestecat cu restul de steril. Bazinul de steril precedent, care a funcţionat din 1968 până în 1980, a fost realizat prin construcţia unui baraj de pământ de-a lungul unei văi de 600 ha. Caracteristicile acestui baraj au fost următoarele: un dig de pământ in situ, cu un ecran de beton gros de 15 cm pe versantul intern, având o înclinaţie de 1:2; lungimea barajului 6760 m, înălţimea maximă 22 m şi un sistem triunghiular de scurgere, format dintr-un filtru de pietriş şi conectat cu şanţul barajului. Apa de decantare de la bazin se colecta prin două turnuri de decantare cu deschideri pentru apă şi era apoi transportată printr-o conductă aflată în galerie. Apa decantată şi cea infiltrată erau direcţionate către flotaţie prin intermediul unei staţii de pompare localizate în aval de baraj. Iniţial, bazinul de steril era umplut prin deşertarea sterilului de pe creasta barajului prin canale de beton, situate oblic pe versanţi. Mai târziu, sterilul a fost pus direct în orificii de evacuare localizate pe vârful barajului la fiecare 40 m. La început, nivelul apei de decantare era cu 2 m deasupra nivelului de steril. Chiar şi în această perioadă timpurie au avut loc fenomene negative în aval de baraj. Acestea au constat din creşterea nivelului apei subterane, care a produs chiar inundaţii, şi crearea unor zone de deversare la

Chapter 3

132 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

suprafaţă. În multe straturi sub baza jgheabului barajului s-a format un front de apă infiltrată din bazinul de steril şi cu conţinut ridicat în minerale. Apa a fost apoi transferata în canalele reţelei hidrografice a pârâului Zielenica, în bazinul râului Oder. Înainte de construirea bazinului de steril, această zonă avea un nivel adânc al apei subterane, pe o pantă longitudinală semnificativă (11-16 ‰) şi o înaltă permeabilitate a subsolului, format din nisipuri. S-a construit un sistem de drenaj format din canale deschise, care permit apei revărsate să se scurgă în pârâul Zielenica, protejând de inundaţie zona industrială, drumurile, calea ferată şi zona de pădure. În apropierea barajului, drenajul cu o fântână de barieră are rolul de a colecta apa poluată şi de a scădea nivelul apei subterane. Apoi sistemul depozitării sterilului s-a schimbat. Sterilul cu carbonat al fracţiunii cu aluviuni argiloase, provenit din flotaţia minereului de la uzina Polkowice, a fost aşezat în apropierea bazinului de recepţie, pentru a etanşa fundul bazinului. Sistemul de înlăturare al sterilului a fost de asemenea schimbat prin introducerea orificiilor de evacuare la fiecare 20 m. Aceasta a permis stabilizarea malului la o distanţă minimă de 100 m şi segregarea fracţionată a sterilului în această zonă. Măsurile enumerate mai sus au avut ca efect limitarea infiltrării apei în subteran şi un transfer efectiv al apei din zonă în aval de baraj. Ca urmare a acestor măsuri, infiltrarea apei din bazin a fost redusă la un nivel similar cu cel anterior construirii bazinului. Consecinţele au fost scăderea resurselor de apă subterană (prin îndepărtarea prizei de apă subterană, care se afla acolo înainte), pierderi de resurse forestiere (defrişarea prematură a unei zone de aproximativ 45 ha), costuri suplimentare pentru măsuri de protecţie împotriva dăunătorilor în zonele slăbite ale pădurii şi costuri suplimentare pentru fertilizarea minerală şi amendarea pământului cu calcar. De asemenea, apa din pârâul Zielenica avea în această zonă o mineralizare mult crescută, de până la 3300 mg/l. Bazinul de steril era localizat în principal în zona minieră Lubin şi parţial extins în zonele minelor Polkowice şi Rudna. Pentru protejarea barajului a fost creat un pilier de protecţie. Deşeurile miniere ar fi putut fi exploatate prin creşterea cerinţelor miniere şi a pierderilor deşeurilor, dar aceasta ar fi însemnat cerinţe adiţionale privitoare la exploatarea bazinului de steril, datorită aşezării zonei şi a posibilităţii vibraţiilor paraseismice cauzate de activitatea minieră. Restricţiile menţionate mai sus au dus la decizia de a întrerupe folosirea bazinului şi de a respinge propunerea de dezvoltare ulterioară până la un volum de 160 milioane m3. Sedimentul barajului a ajuns în prezent la o înălţime de maxim 3,25 m şi s-a observat şi o deplasare orizontală. În masa barajului s-au detectat zone mai dense şi mai afânate. Modificările sunt monitorizate şi analizate de către personalul minei, astfel încât să corespundă cerinţelor actualizate ale programului de exploatare în pilierul de protecţie al barajului. După această monitorizare s-a decis că deformaţiile observate nu pun în pericol siguranţa barajului. Construcţia bazinului de steril actual a început în 1973. Locaţia a fost aleasă deoarece este în afara zonei de activitate minieră şi astfel, în contrast cu cea precedentă, nu face obiectul influenţei directe a minei şi, prin urmare, nu limitează operaţiunile miniere. Al doilea factor luat în considerare la alegerea locaţiei a fost vecinătatea cu uzinele de prelucrare a minereului. Subsolul bazinului este format din straturi cuaternare până la o adâncime de 30 - 50 m sub nivelul solului. Local, se pot observa şi depozite terţiare subţiri, puternic deformate de activitatea glacială. Pentru a afla cea mai bună metodă de a umple bazinul de steril, s-au luat în considerare caracteristicile sterilului. Sterilul de gresie a fost transferat de pe creasta barajului în secţiuni de 500 – 700 m lungime, aflate la fiecare 20 m, pentru a avea un mal nu mai mic de 200 m şi pentru a permite segregarea gravitaţională a sterilului pe mal. S-a depozitat şi mai mult material grosier pe mal, în timp ce majoritatea sterilului fin (0,05-0,002 mm) a fost transferat în bazin.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 133

Sterilul fin de carbonat a fost transferat la început prin canale deschise de-a lungul pantelor naturale, cu intenţia de a crea o etanşare a bazei. Mai târziu, s-au construit stâlpi pentru transportul sterilului prin ţevi către marginea bazinului. Ca baraje iniţiale, s-au construit baraje de pământ convenţionale de-a lungul unui perimetru de 14,5 km. De atunci, barajele s-au înălţat folosind steril grosier depozitat pe mal. S-au construit baraje din steril grosier, de 2,5 m înălţime, prin metoda în amonte şi în etape de câte doi ani, pe întreg perimetrul, cu bazinul crescând în medie cu 1,2 m pe an. Următorul stadiu de cepuire a sterilului pe maluri este realizat în straturi de cel mult 25 – 30 cm pe zi, pe o perioadă de câteva săptămâni. De obicei, după o pauză lungă, ciclul de cepuire este repetat de câteva ori (4-7 ori). Cepuirea sterilului într-o secţiune de obicei durează aproximativ 15 săptămâni, până ce se realizează nivelul barajului. Pentru perioade mai lungi, suprafaţa malului se stabilizează pentru a o proteja de eroziunea vântului prin folosirea unei soluţii apoase bituminoase emulsificate. Emulsia este pulverizată dintr-un elicopter. Mai târziu, suprafaţa stabilizată este înlăturată folosind utilaje grele. Această construire în stadii permite drenajul corespunzător al sterilului şi o pânză freatică stabilă în interiorul barajului. În această zonă sunt stocate aproximativ 2/3 din particulele grosiere de steril. Înclinarea longitudinală a malului variază de la 6,5 ‰ în apropierea malului, până la 4,0 ‰ la o distanţă de 100 m. Înălţarea barajului se realizează cu buldozerul, care şi compactează sterilul în acelaşi timp. Valorile densităţii în stratul de suprafaţă sunt de aproximativ 1,40-1,45 t/m3 şi cresc cu adâncimea (până la 10 m) până la aproximativ 1,60-1,70 t/m3. Conţinutul în apă variază între 5 – 20 %. Densitatea sterilului este egală cu 1,46 t/m3. Pe baza măsurătorilor piezometrice şi a sondărilor CPTU, s-a concluzionat că distribuţia de presiune la nivelul porilor nu este hidrostatică, ceea ce indică infiltrarea în sol a apei din steril. Cantitatea estimată este de 0,862 m3/min în 2000 şi de 0,690 m3/min în 2001. S-a instalat un drenaj circumferenţial al sterilului, care cuprinde aproape întreg perimetrul, pentru a permite controlul nivelului apei în steril şi în barajele iniţiale. Instalarea drenajelor este de asemenea prevăzută la niveluri mai înalte. Valorile pentru coeficientul de permeabilitate „k” în zona malului şi a bazinului sunt după cum urmează:

• în zona malului: k este cuprins între 2,0 x 10-7 m/s şi 2,0 x 10-9 m/s • în bazin: k este cuprins între 5,0 x 10-7 m/s şi 1,0 x 10-9 m/s

Apa de suprafaţă este protejată de contaminare prin: • intenţia de a etanşa fundul bazinului cu steril fin, care consolidează în mod natural • colectarea apei infiltrate de-a lungul întregului perimetru al barajului • menţinerea unei bariere de fântâni de-a lungul unor secţiuni selectate • plasarea prizei de apă de suprafaţă în cursuri selectate, la distanţe mai mari • monitorizarea continuă a oricărei ape subterane sau de suprafaţă, aflată sub influenţa unui iaz de

steril. Reţeaua de monitorizare a apei de suprafaţă sau subterană include peste 800 de puncte de monitorizare. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Neves Corvo sterilul este descărcat într-un iaz de steril. Barajul de reţinere este de tip convenţional. Nucleul original al digului este argila. Pentru cele două înălţări, ambele prin metoda în aval, garnitură de HDPE fost folosită pentru a forma nucleul cu permabilitate scăzută. Barajul are o pantă de 1:1,8 (interfaţa apă/steril) şi de 1:1,7 (interfaţa cu aerul). În aval de nucleu este un strat filtrant. Datorită potenţialului înalt de a genera aciditate a sterilului, acesta este depozitat subacvatic. Învelişul de apă este menţinut la o înălţime minimă de cel puţin 1 m. În prezent se investighează opţiunea de a folosi steril întărit pentru închidere.

Chapter 3

134 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

La Pyhäsalmi 16 % din steril este folosit pentru rambleiajul minei, restul de 84 % (180 000 t/an) fiind depozitat într-un iaz de steril. Procentajul relativ mic de steril folosit ca rambleu se explică prin faptul că numai sterilul grosier este potrivit pentru rambleiaj. Suprafaţa totală a dispozitivelor de management al sterilului este de aproximativ 100 hectare, care include trei iazuri de decantare. Două dintre aceste bazine (bazinele B şi D din figura de mai jos) se folosesc în paralel pentru sedimentarea solidelor şi decantarea apei limpezite în cel de-al treilea bazin (bazinul C în figura de mai jos). Timpul de persistenţă al apei de steril în zonă este de aproximativ două luni.

Pond C

Pond DPond BPond A

Concentrator

Pyrite tailingsNormal tailings

Reclamation

Pyhäjärvi

lakeEffluent

25 ha30 ha

45 ha/900000 m3Clarified water

Figura.3.16.: TMF instalat la Pyhäsalmi [62, Himmi, 2002] Bazinul A din figura de mai sus este plin şi nu mai este funcţional. Lucrările de îmbunătăţire la acest bazin au început în 2001. Va fi acoperit cu un strat de pământ de 80 cm grosime (30 cm argilă şi aluviuni şi 50 cm de morenă). Porţiunea centrală a bazinului va rămâne sub apă. Solul a fost studiat înainte de construcţia zonei de steril. S-a considerat a fi destul de impermeabil (aluviuni) pentru a împiedica infiltrarea în apa subterană şi destul de stabil pentru a susţine încărcătura de steril. S-au efectuat studii de referinţă şi la sistemele de lacuri din amonte. Zona de steril este construită în stil padoc pe un teren plat. Barajul principal este construit din morenă. Sterilul este distribuit prin lagăre axiale în jurul primului iaz de steril şi apa clarificată este condusă dinspre porţiunea centrală a bazinului prin intermediul unui turn de decantare. Înălţările necesare ale barajelor se realizează cu steril. Barajul din jurul bazinului de clarificare este construit din morenă şi este căptuşit cu piatră sfărâmată pentru a preveni eroziunea. Întreaga zonă este înconjurată de un canal ce colectează apa infiltrată, care este pompată înapoi în bazinul de steril. Distanţa de la uzina de prelucrare a minereului şi TMF este de aproximativ 500 m şi distanţa până la cel mai apropiat lac este de 200 m. Precipitaţiile anuale la Pyhäsalmi sunt de aproximativ 650 mm. Condiţiile climatice sunt asemănătoare cu cele din zona Hitura. Zona de management a sterilului a fost proiectată la începutul anilor ’60, fără a lua în calcul din acest stadiu planuri de închidere sau de post-monitorizare. Activităţile de rutină includ controlul zilnic al zonei, monitorizarea regulată a nivelului suprafeţei freatice din baraje, monitorizarea apei deversate şi verificarea instalaţiilor. [62, Himmi, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 135

La Tara fluxul de steril este ciclonat. Fracţiunea grosieră (52% din totalul sterilului) ajunge în minele subterane prin intermediul unor sonde, sub formă de pastă de ciment (3% ciment) care se foloseşte ca rambleu. Fracţiunea fină a sterilului este direcţionată către iazurile de decantare de suprafaţă. [101, Tara mines, 1999] La Zinkgruvan metoda de minerit folosită necesită rambleiaj. Până în 2001 s-a folosit rambleu hidraulic. Acest tip de rambleu necesită o capacitate de drenaj a bazinului de cel puţin 5 cm/h. Din acest motiv fracţiunea grosieră se extrăgea din steril folosind hidrocicloni, în timp ce fracţiunea >50 µm era înapoiată în mină. În acest fel aproximativ 50% din steril a fost rambleiat folosind rambleu hidraulic. Fracţiunea fină a sterilului a fost direcţionată către bazinul de steril Enemossen. O schimbare a metodei de minerit prin folosirea abatajului cu panouri necesită rambleu sub formă de pastă. Acesta înlătură condiţiile legate de capacitatea de drenaj şi permite astfel folosirea fracţiunii fine a sterilului ca rambleu. În acest fel, se anticipează că până la 65% din totalul de steril va putea fi rambleiat. Mai mult, sterilul din bazin va conţine şi fracţiunea grosieră, ceea ce va face posibilă folosirea sterilului în construcţia barajelor. Această metodă este implementată în prezent la Zinkgruvan, astfel încât rableiajul hidraulic nu se mai foloseşte. Sterilul care nu este rambleiat, împreună cu apa rezultată din uzinele de procesare a minereului, este pompat prin conducte către bazinul de steril, localizat 4 km mai la sud. Sedimentul solid din bazin şi apa liberă sunt conduse prin gravitaţie către bazinul de clarificare, aflat la 1 km de bazinul de steril, pentru purificare adiţională. Punctele de cepuire sunt în permanenţă mutate în jurul pilonilor construiţi din piatră reziduală, pentru umplerea uniformă a bazinului de steril şi evitarea prăfuirii şi oxidării sterilului. Apa este recirculată din bazinul de clarificare înapoi în uzina de prelucrare a minereului (vezi mai jos echilibrul apei). De asemenea, apa este evacuată printr-o conductă şi un tunel în corpul de receptare al apei. Bazinul de steril şi cel de clarificare sunt formate din depresiuni naturale (de tip vale).

Figura.3.17.: Zona de management a sterilului Zinkgruvan - Vedere de sus [66, Base metals group, 2002] Bazinul de steril este construit într-o vale şi este înconjurat de versanţi naturali şi două baraje. Bazinul se află pe o mlaştină de turbă şi acoperă în prezent o suprafaţă de aproximativ 50 ha. La înălţimea finală va acoperi aproximativ 60 ha. Îndiguirile sunt formate din zone cu diferite permeabilităţi, constând în umplutură de piatră pe versantul din aval, pentru protecţie împotriva eroziunii, într-un miez înclinat de argilă eratică cu permeabilitate scăzută, într-un strat filtrant de piatră de sortare granulată şi într-un contrafort de piatră în amonte. Caracteristicile barajelor şi iazurilor de decantare sunt redate în tabelul de mai jos.

Chapter 3

136 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Caracteristici Barajul X-Y Barajul E-F Capacitatea folosită Dec. 2000 Capacitatea permisă (din 1981) (Mm3) Suprafaţa totală a bazinului de steril (ha) Suprafaţa totală a bazinului de clarificare (ha)

5.7 7.0 50 16

Volumul de material în baraje (m3) 380000 170000 Material din zona externă de împrumut 70000 30000 Înălţimea barajului (m) 27 17 Lungimea crestei (m) 800 400 Lăţimea crestei (m) 16 16 Panta în amonte 1:1.5 1:1.5 Panta în aval 1:1.5 1:1.5 Lăţimea bermei de stabilizare (m) 7 7 Panta versantului din aval a bermei 1:1.5 1:1.5

Tabel.3.21.: Caracteristicile barajelor X-Y şi E-F deja existente la Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] Pentru evitarea prăfuirii şi oxidării se practică deversarea subacvatică. Oricum, în apropierea barajului este necesar un mal de 30 – 50 m lungime şi 0,1 – 0,5 m înălţime deasupra nivelului apei, pentru scăderea suprafeţei freatice. În cazul deversării sterilului sub apă, panta taluzului este semnificativ mai abruptă decât în cazul deversării deasupra nivelului apei. Pentru a umple bazinul uniform, punctele de cepuire se mută în permanenţă în jurul stâlpilor construiţi în bazin. Malul este irigat în perioadele secetoase ale anului (primăvară-vară-toamnă). Iarna şi în timpul perioadelor fără zăpadă, prăfuirea nu poate fi evitată în totalitate, deşi au fost încercate câteva metode de acoperire temporară. Sistemul de decantare este de tip turn. Apa decantată curge datorită gravitaţiei către bazinul de clarificare. 50% din apa decantată este reutilizată în uzina de prelucrare a minereului. Este prevăzută şi o supapă de urgenţă, care automat evacuează apa dacă nivelul acesteia creşte peste o anumită valoare. Capacitatea de evacuare la instalare este de 0,7 m3/s (fără a lua în calcul capacitatea de evacuare prin supapa de urgenţă), ceea ce corespunde precipitaţiilor pe o perioadă de 100 ani şi unei creşteri a nivelului apei în bazin de maxim 0,5 m. Barajele E-F şi X-Y sunt construite ca baraje convenţionale. Fundaţia lor este din rocă naturală, parţial acoperită cu morenă sau turbă. Excavaţiile s-au realizat sub baraje, până la roca de bază sau cel puţin 4 m în morenă, pentru conectarea nucleului puţin permeabil al barajului cu fundaţia subiacentă. Nucleul puţin permeabil este construit din morenă compactă dintr-o groapă de împrumut. Permeabilitatea morenei este între 1 x 10-8 şi 1 x 10-9 m/s. În timpul construcţiei barajelor s-a efectuat în permanenţă controlul calităţii morenei şi a materialului filtrant, care a constat în principal din teste de compactare şi caracterizare a materialului (distribuţia granulaţiei). Studii hidrogeologice ale zonei au arătat că roca de bază din această zonă conţine câteva zone de fractură. Fracturile sunt permeabile şi drenate, ceea ce duce la infiltraţii din bazin. Echilibrul apei în bazin este redat în figura de mai jos.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 137

Based on an ore production of 0.7 Mtonne/year Volumes in 1000 m3/year

Evaporation300

Evaporation Rainfall Rainfall70

1180 100 4102740

Recipient430

In-flow

1590

2960

Seepage10 680

1090

320 610

Tailings pond

Mill

Lake

Clearing pond

Mine

Concentrate

80

Figure.3.18: Echilibrul apei la exploatarea Zinkgruvan

[66, Base metals group, 2002] Proiectarea unei noi TMF la Lisheen Probabil cea mai recentă TMF în Europa a fost construită recent la mina Lisheen. Acest bazin s-a construit pe teren plat (stil padoc), pe o mlaştină de turbă, şi este complet căptuşit. Deşi este proiectat pentru o cantitate maximă de 10 milioane de tone de steril, se preconizează să conţină un total de doar 6,6 milioane tone de-a lungul perioadei de funcţionare.[75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. În etapa de proiectare a TMF de la Lisheen s-au discutat şi evaluat toate metodele primare disponibile de management al sterilului. În procesul decizional care a dus la alegerea metodei de management s-au investigat mai multe metode, considerând necesităţile de construcţie şi criterii mai detaliate de proiectare a TMF. Acest proces este descris în cele ce urmează. Metode primare de management al sterilului Trei metode primare de management al sterilului au fost investigate în cursul etapei de proiectare, şi anume depozitarea acestuia:

• într-o apă de suprafaţă, cum ar fi lacul, râul sau marea • în mină ca rambleu • într-un iaz de steril de suprafaţă.

Prima dintre aceste opţiuni a fost considerată inacceptabilă din punct de vedere ecologic. Totuşi, decantarea în lacuri, în condiţii bine supravegheate, a fost acceptată ca fiind cea mai bună opţiune în câteva exploatări din nordul Canadei. În acest caz operatorul a adoptat filozofia conform căreia cea mai bună strategie pentru managementul sterilului este aceea de a maximiza folosirea sterilului ca rambleu pentru lucrările subterane. S-a crezut că aceasta are avantajele următoare:

• diminuează volumul sterilului care trebuie administrat la suprafaţă • consolidează acoperişul minei, astfel încât aria de subsidenţă la suprafaţă este diminuată • sterilul este păstrat într-o locaţie subterană, care va fi în permanenţă sub nivelul apei după

dezafectare, evitând astfel oxidarea. • maximizează recuperarea minereului.

Dispunerea minei şi succesiunea proceselor miniere fac posibil rambleiajul a 6,9 milioane tone de steril. Restul de 6,6 milioane trebuie administrat într-o facilitate de suprafaţă. Topografia de la Lisheen, cu o distanţă rezonabilă până la uzina de prelucrare a minereului, face ca să nu existe văi sau dealuri ce ar putea servi ca potenţiale locaţii pentru iazuri de decantare; prin urmare, s-a propus construirea unui dig circular (stil padoc)

Chapter 3

138 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Alte consideraţii S-a descoperit că sterilul are capacitatea de a genera acid dacă intră în contact cu oxigenul şi că apa interstiţială a sterilului conţine câţiva ioni metalici. Aceste două constatări au dus la deciziile următoare:

• este nevoie de un sistem de bazin/baraj care să reţină apa şi să menţină sub apă sterilul evacuat • sterilul trebuie aşezat într-un bazin cât mai impermeabil, pentru a diminua infiltrarea apei în

sistemul subteran.

Pentru a satisface aceste cerinţe s-a considerat necesar un material de căptuşire cu permeabilitate scăzută sau foarte scăzută şi capacitate de atenuare. Mlaştinile întinse din zonă conţin turbă, care are o permeabilitate scăzută, fiind astfel un component atractiv al amestecurilor de izolare. Turba mai are avantajul că poate atenua eliberarea multora dintre agenţii de contaminare din materialul infiltrat. S-a realizat un program de teste pentru a identifica rezistenţa turbei, permeabilitatea sa atât în stadiul compactat cât şi în cel necompactat. Selecţia S-a stabilit că masa maximă de steril care poate fi administrată la suprafaţă este de 10 tone şi că TMF ar trebui să încorporeze o barieră de permeabilitate scăzută între steril şi sistemul de apă subterană. Considerând obişnuitele caracteristici topografice şi o grosime rezonabilă a sterilului, este necesară o zonă de 80 până la 120 ha. Această zonă se bazează pe o densitate uscată in situ evaluată larg la 1,6 t/m3, deşi proiectarea ulterioară ia în calcul 1,8 t/m3 , şi pe o înălţime medie relativ mică de aproximativ 10 m a sterilului. Cum sterilul s-a descoperit a fi generator cert de acid, s-a decis că instalaţia ce serveşte ca recipient trebuie să prevină oxidarea piritei şi să fie căptuşită pentru a limita infiltraţia apei în sistemul subteran. S-au discutat două metode pentru a realiza aceste lucruri, şi anume: folosirea unui amestec artificial de căptuşire, dacă locaţia este pe teren agricol, sau a turbei compactate cu permeabilitate scăzută şi potenţial crescut de atenuare, în cazul unei mlaştini. Metodologia Selecţia locaţiei pentru TMF a implicat considerente economice, ecologice şi tehnologice. Prin urmare, obiectivele procesului de selecţie au fost minimalizarea impactului asupra comunităţii locale, concomitent cu îndeplinirea necesităţilor de construcţie în cel mai economic mod. Procesul de selecţie a locaţiei a implicat patru etape, şi anume:

1. căutarea regională pe o rază de 15 km faţă de uzina de prelucrare a minereului a unei depresiuni sau văi care să faciliteze din punct de vedere topografic existenţa unui program de management al sterilului.

2. căutarea localizată pe o rază de 8 km pentru eliminarea zonelor nepotrivite. Această rază s-a stabilit pe consideraţii legate de pompare şi pe lipsa unor zone potrivite topografic în afara acestei raze.

3. identificarea unor posibile locaţii. 4. o evaluare detaliată a posibilelor locaţii.

[75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995] Descrierea TMF construite TMF a fost construită pe o mlaştină ce a constat dintr-un strat de 4 m de turbă, suprapus pe un strat de argilă eratică glacială şi rocă de bază calcară. Calcarul este o formaţiune waulsortiană dolomitizată, competentă din punct de vedere geotehnologic, cu un conţinut cărbunos scăzut, fără falii majore şi un potenţial paleocarstic scăzut. Cercetările la faţa locului nu au găsit cavităţi deschise sau umplute; din acest motiv şi datorită scăderii minime a nivelului apei ce are loc sub TMF, deshidratarea minei din apropiere nu determină reactivarea proprietăţilor paleocarstice, chiar dacă acestea sunt prezente. TMF constă dintr-un dig de pământ, care formează un baraj în jurul zonei împrejmuite. Turba s-a eliminat complet de la temelia digului şi întreg barajul este construit pe argilă solidă sau rocă.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 139

Perimetrul TMF este un baraj larg, construit din zone de permeabilităţi diferite, cu o secţiune proiectată şi realizată pentru a funcţiona ca o structură ce reţine apa. Digurile sunt formate din material provenit din gropi de împrumut, cu panta în amonte şi în aval de 1:3, respectiv 1:2. Creasta barajului este de 6 m lăţime, pentru a oferi acces în timpul construcţiei şi funcţionării. Un aspect al secţiunii barajului este arătat în figura următoare.

Figura.3.19: Aspectul secţiunii barajului de la TMF Lisheen. Bazinul este în dreapta barajului. [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995] Barajele au fost proiectate la o înălţime maximă de 15,5 m deasupra stratului de argilă eratică care se află sub mlaştină. Aceasta permite o eventuală creştere adiţională a capacităţii, datorită descoperirii de noi rezerve de minereu, reducerii densităţii uscate in situ a sterilului sau modificării cantităţilor de rambleu. Barajele sunt construite iniţial la o înălţime maximă de 9,5 m pentru a cuprinde cele 2,8 milioane de tone de steril care vor fi evacuate la suprafaţă în primii şase ani de funcţionare. Majoritatea zonei îndiguite va fi aşezată pe mlaştină. Turba din mlaştină este în general suficient de groasă şi are caracteristicile fizice şi chimice necesare pentru a limita scurgerea apei şi pentru îndepărtarea diverşilor constituenţi metalici din apa infiltrată. După depozitarea sterilului, turba se comprimă şi devine un strat izolator natural cu o permeabilitate mai mică de 1 x 10-9 m/s. Permeabilitatea şi rezistenţa turbei sunt adecvate pentru ca aceasta să reacţioneze cu o geomembrană pentru a forma un amestec izolator capabil de a reţine sterilul şi apa sa interstiţială. Un mic volum de apă infiltrată, estimat la 34 m3/zi, poate trece prin amestecul izolator datorită perforărilor din geomebrană. Este probabil ca majoritatea acestei ape să fie colectată de canalele de scurgere ale perimetrului şi pompată înapoi în bazin. Sub geomembrană, în jurul perimetrului intern al barajelor, în zone unde turba are o grosime mai mică de 1,5 m, şi la nivelul digurilor, s-a instalat un strat izolator de argilă geosintetică, în completarea sistemului de depozitare. În jurul perimetrului intern al barajelor, la baza stratului de turbă, s-au instalat o serie de conducte crestate de scurgere, cu diametrul de 100 mm. Aceste conducte se vor întinde de la capătul stratului de drenaj de sub dig până la 50 m în interiorul extremităţii inferioare a digului şi vor colecta apa eliminată în timpul compactării turbei şi o parte din apa infiltrată. La început, înainte de depozitarea sterilului, interiorul bazinului era acoperit cu apă până la o adâncime minimă de 1 m, pentru a acoperi sterilul. Sterilul a fost depozitat sub apă folosind un sistem de distribuţie flotant, care a fost mutat lent înainte şi înapoi de-a lungul zonei îndiguite pentru a rezulta un strat de steril relativ uniform, astfel încât să se minimalizeze încărcarea diferenţiată a stratului de turbă. Apa folosită la transportul sterilului se întoarce în uzina de prelucrare a minereului pentru a fi refolosită, iar surplusul de apă în TMF este tratat în instalaţia de purificare a apei din interiorul minei, înainte de a fi deversat în râu. Datorită precipitaţiilor nete anuale de aproximativ 450 mm şi volumului relativ mic de apă infiltrată, în general există un surplus de apă în depozitul de steril.

Chapter 3

140 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Apa infiltrată şi cea deversată este colectată de sistemul de scurgere de suprafaţă a TMF şi pompată înapoi în bazin.[75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995] Pe scurt, la proiectarea stratului izolator şi a barajelor s-au luat în considerare următorii factori:

• stabilitate stabilitatea barajului stabilitatea fundaţiei (în acest caz turba)

• apa infiltrată: s-au calculat rate de infiltrare, bazate pe diferite scenarii de avarie • calitatea infiltratului: s-a concluzionat că, în general, apa infiltrată îndeplineşte standardele

pentru apa potabilă, în parte datorită faptului că turba ara capacitatea de a lega ioni metalici. • echilibrul apei şi al apei decantate • transportul şi descărcarea sterilului.

S-a decis evacuarea subacvatică a sterilului pentru a evita oxidarea sulfurilor. Aceasta se va realiza prin intermediul conductelor flotante (vezi figura de mai jos).

Figura.3.20: Sistemul de distribuţie a sterilului la Lisheen Capetele de distribuţie de la capătul fiecărei conducte sunt conectate la o manivelă electrică reversibilă (vezi figura de mai jos), care învârte o roată de transmisie.

Figura.3.21: Manivelă electrică care controlează conductele de distribuţie a sterilului la Lisheen TMF

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 141

Lisheen foloseşte o membrană de PLDJ (polietilen linear cu densitate joasă) ca parte componentă a sistemului de izolare. Următorul program a fost îndeplinit în timpul instalării stratului izolator:

• testarea solului folosit ca rambleu la construcţia digului • teste distructive şi non- distructive ale stratului de PLDJ • teste distructive şi non- distructive ale sudurilor din stratul izolator • testarea izolatorului de argilă geosintetică • supraveghere microgravitaţională a potenţialelor caractere carstice • supravegherea scurgerilor prin stratul izolator

Documentele de control al calităţii pe teren pentru izolatorul TMF includ:

• formularul de control al inventarului de produse geosintetice • jurnalul de desfăşurare a panoului geomembranei • jurnalul de testare a intercalaţiilor geomembranei • jurnalul intercalaţiilor geomembranei • jurnalul de testare a presiunii în intercalaţiile geomembranei • jurnalul de testare a vacuităţii (scânteie) în intercalaţiile geomembranei • jurnalul de defecte ale geomembranei • jurnalul geomembranei • înregistrarea testului distructiv al geomembranei • jurnalul cu mostre distructive ale intercalaţiilor geomembranei • jurnalul panoului de izolatori din argilă geosintetică • rezultatele testului de bentonit accesor la izolatorul de argilă • jurnalul de urmărire a mostrelor distructive. [41, Stokes, 2002] Cu toate acestea, inspecţiile recente au arătat că s-au dezvoltat câteva scurgeri şi rupturi în membrana de izolator sintetic [76, Irish EPA, 2001]. Când au fost accesibile, acestea au fost ulterior reparate. Operaţiunea practică o politică „a uşilor deschise”, care include:

• un birou de informare asupra mediului în comunitate • toate datele de monitorizare sunt disponibile în rapoarte lunare şi anuale către autorităţi • un registru de plângeri • proiecte şcolare anuale.

[41, Stokes, 2002] 3.1.2.3.3 Siguranţa TMF şi prevenţia accidentelor Iazurile de decantare de la Aitik, Boliden şi Garpenberg urmează regulile pentru siguranţa barajelor stabilite în manualul OMS pentru iazuri de decantare (vezi secţiunea ...). Mai mult, fiecare locaţie urmează reguli specifice de monitorizare şi supraveghere. De exemplu, la Garpenberg presiunea interstiţială din baraje este monitorizată săptămânal sau lunar cu 13 piezometre instalate în baraj (monitorizare manuală). Fiecare valoare măsurată este comparată cu un nivel de alarmă, la care se efectuează o investigare amănunţită pentru a determina cauza acestei valori anormale. La locul de evacuare este instalat un indicator automat a nivelului apei, care este cuplat cu sistemul informatic al uzinei de prelucrare. Barajele sunt inspectate zilnic de către personalul de la uzina de prelucrare a minereului. Inspecţiile includ versanţii, evacuarea din bazinul de şlefuire şi conductele pentru transportul nisipului. [63, Base metals group, 2002], [64, Base metals group, 2002, 65, Base metals group, 2002]. La Pyhäsalmi şi Hitura solul subiacent a fost cercetat înainte de începerea construcţiei barajului. Sistemul a fost proiectat şi construit astfel încât apa de la suprafaţa zonei de steril să poată fi ţinută în

Chapter 3

142 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

echilibru şi apa în exces provenită din precipitaţii să poată fi eliminată în mod controlat, adică bazinele au fost proiectate pe baza unui echilibru calculat al apei. Înainte de ridicarea barajelor la Hitura, experţi independenţi au ridicat probleme tehnice cu privire la proiectarea şi stabilitatea lor. În nici una dintre cele două locaţii nu s-au efectuat evaluări formale ale riscului. Zona TMF este controlată zilnic de către operatori de la uzina de prelucrare şi inspectată anual de un expert independent, iar la intervale de cinci ani de către autoritatea pentru siguranţa barajelor. Observaţiile sunt înregistrate şi păstrate într-un „Fişier de Siguranţă a Barajelor”, care este obligatoriu pentru toate tipurile de zone de management al sterilului din Finlanda. Procedurile operaţionale aplicate mai includ monitorizări regulate ale nivelului suprafeţei freatice din baraje, monitorizări ale apei eliminate şi evaluări ale utilităţilor. Nu există un plan de urgenţă documentat, dar este de aşteptat dezvoltarea unuia în viitorul apropiat, conform noii legislaţii. [62, Himmi, 2002] Bazinul de steril al exploatării de cupru de la Legnica-Glogow condus de o unitate separată, numită „unitatea hidrotehnică a uzinei”. Personalul care lucrează în zona bazinului are acces la vehicule tot-teren, un vehicul pe pernă de aer, un cuter şi maşini grele pentru lucratul pământului (excavatoare, buldozere, încărcătoare, tractoare, macara). Există un sistem de comunicaţii (cu fir şi fără fir) şi un sistem de alarmă, iar angajaţii colaborează strâns cu Staţia de Salvare Minieră. Creasta barajului este iluminată continuu, din moment ce drumurile de pe creastă şi de pe platformele inferioare sunt circulate constant. Volumul normal de apă din bazin este de 5-6 milioane m3. Rezerva pentru stocarea periodică a apei în exces este de aproximativ 8 milioane m3, în timp ce rezerva pentru apa din precipitaţii este de aproximativ 1 milion m3. Prin urmare, volumul total de apă din bazin este de 13-14 milioane m3. Lăţimea malului este menţinută la un minim de 200 m şi o înălţime de gardă minimă de 1,5 m. Monitorizarea bazinului este realizată în cooperare cu mai mulţi experţi din exterior. De asemenea, sunt implementate sisteme numerice pentru înregistrarea, transferul şi stocarea datelor. Rezultatele sunt apoi analizate şi concluziile se trag de obicei în decurs de un an. Supravegherea este realizată de proiectanţi. În plus, a fost stabilită o supraveghere ştiinţifică pentru siguranţa structurilor hidraulice. Consultanţa şi supravegherea sunt îndeplinite de o echipă de experţi independenţi (CIE – Comisia Internaţională de Expertiză). Activitatea CIE, coordonată de EGP – Experţii Geotehnici Polonezi, se bazează pe metoda observaţiei, aplicată pentru dezvoltarea pe termen lung a bazinului de steril. În perioada 1992-1999, CIE a pregătit un raport geotehnic privind siguranţa şi posibilităţile de dezvoltare ale bazinului operaţional în prezent. Raportul a inclus investigări complexe ale subsolului şi a determinat proprietăţile geotehnice ale sterilului. S-au stabilit următoarele date: parametrii solului şi sterilului, condiţii de infiltraţie, condiţii de stabilitate a pantei şi un program de monitorizare. S-au instalat numeroase instrumente de monitorizare, au fost aşezate berme de stabilizare în locaţii selectate şi s-au plasat scurgeri circumferenţiale la nivelul sterilului.

Parametrul de control Metoda de monitorizare aplicată/frecvenţa monitorizării

Controlul nivelului apei în bazin Distanţa minimă între linia de coastă şi creasta barajului – 200 m Controlul localizării liniei freatice în steril şi în baraj Nivelul apei măsurat piezometric în barajul

iniţial şi în steril Nivelul apei măsurat piezometric în barajul

iniţial şi în steril, în vecinătatea conductelor A,

Piezometru; măsurători de trei ori pe zi Borne de distanţă + binoclu cu telemetru grup de piezometre: 7 secţiuni cu

măsurători continue şi transfer de date către staţia principală

grup de piezometre: 7 secţiuni cu măsurători manuale în fiecare lună

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 143

B şi C Nivelul apei în vecinătatea benzilor de

scurgere circumferenţială din steril Presiunea interstiţială în argile terţiare

sau, pentru unele piezometre, la fiecare 10

12 grupuri de piezometre în steril la distanţă de 10 m în amonte şi 20 m în aval de axa de scurgere

piezometre Măsuri de evacuare a scurgerii: şanţuri benzi de scurgere circumferenţială din steril scurgerea în barajul iniţial bariera de puţuri în aval de baraj

o dată pe lună de două ori pe an de două ori pe an de trei ori pe săptămână

Mişcarea barajului cote de nivel, de două ori pe an

înclinometru, o dată pe lună

Stabilitatea pantei inspecţii vizuale de rutină inspecţii excepţionale, de ex. după

vibraţii puternice şi în timpul ploilor torenţiale

inspecţie periodică de către un comitet însărcinat cu starea tehnică a structurii (o dată pe lună, de două ori pe an)

inspecţia de către o autoritate competentă

sistem de transductori liniari în corpul barajului iniţial, de-a lungul perimetrului bazinului, pe două nivele, cu transmiterea semnalului în staţia principală

Proprietăţile sterilului şi ale subsolului ( în concordanţă cu programul stability de supraveghetorii ştiinţifici şi de către proiectant)

Echipament Hyson, teste CPT, CPTU DMT, tester Mostap

Activitate paraseismică indusă de exploatarea minieră la o distanţă de minim 800-900 m şi maxim peste 2 km

Accelerometre în cinci secţiuni cu transductori la baza versantului şi pe creasta barajului şi într-o secţiune în steril

Condiţii meteorologice în zona bazinului: ploaie, temperatură, viteza şi direcţia vântului, umiditate

Staţie meteorologică

Tabel.3.22.: Parametrii de control şi monitorizarea aplicată la exploatarea de cupru de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Cum bazinul de steril a fost clasificat ca structură cu risc înalt, a fost pregătit un plan de urgenţă şi măsuri corespunzătoare în caz de ruptură. În prezent se construiesc sisteme alarmă şi refugii de evacuare pentru populaţia locală, în cooperare cu autorităţile statului şi cele locale. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Zinkgruvan s-a întocmit o clasificare a riscului bazinului de steril şi a bazinului de clarificare, după sistemul RIDAS (instrucţiuni pentru siguranţa barajelor dezvoltate de industria hidroenergetică, vezi...) Conform acestei clasificări, barajele (E-F şi X-Y) bazinului de steril sunt clasificate de tip 1B, iar barajele bazinului de clarificare de tip 2. Clasificarea stabileşte ce măsuri de siguranţă (minime) şi ce programe de control trebuie urmate. Pentru barajele de la Zinkgruvan câteva dintre măsurile de aplicat sunt:

• evaluări pentru baraje de tip 1 cel puţin o dată la 3 ani şi o dată la 6 ani pentru cele de tip 2 • barajele de tip 1 trebuie să fie capabile să elimine volumul de inundaţii pe 100 ani, cât şi să

depoziteze un volum de inundaţii de clasă 1. Cele din tipul 2 trebuie doar sa poată elimina volumul de inundaţii pe 100 ani.

• Monitorizarea barajelor de tip 1 şi 2 trebuie realizată conform tabelului de mai jos.

Chapter 3

144 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Parametru Consecinţă pentru tipul 1B Consecinţă pentru tipul 2 Infiltraţie X, continuu la şase luni Mişcările crestei barajului X, la şase luni (X, anual) Mişcările pantei (X, la şase luni) (X) Presiunea interstiţială în centru (X, anual) (X)

Nivelul apei în rambleu (X, la şase luni) (X) Nivelul apei în fundaţie X, la şase luni (X, la şase luni) X = măsurătorile ar trebui să fie obligatorii atunci când sunt fezabile. () = măsurătorile sunt importante, dar pot fi excluse în unele circumstanţe

Tabel.3.23.: Regimul măsurătorilor de bază ce trebuie efectuate la noile baraje [66, Base metals group, 2002] Stabilitatea celor două baraje a fost evaluată cu ajutorul experţilor din exterior. Rezultatele au arătat factori de siguranţă de 1,5 şi 1,6. Totuşi, este în desfăşurare un program de îmbunătăţire a siguranţei barajului, care cuprinde, printre altele, instalarea de piezometre, aplatizarea pantei barajului de la 1:1,5 la 1:2,5 – 1:3 şi monitorizarea debitului apei de infiltraţie. De-a lungul anilor au avut loc o serie de accidente, datorită în special eroziunii interne a barajului. Aceasta a condus la schimbarea procedurilor de operare în ceea ce priveşte tehnica de depozitare a sterilului în bazin. Un mal mai lat de 30 m este menţinut în amonte de baraj pentru a scădea presiunea interstiţială şi pentru a evita în consecinţă eroziunea ulterioară internă. Nivelul presiunii interstiţiale este monitorizat frecvent (lunar sau mai des dacă sunt înregistrate valori anormale) cu piezometre instalate în baraje. Un program de control pentru siguranţa barajului a fost adoptat cu acordul autorităţilor competente şi conţine următoarele componente principale:

• Evaluări anuale externe ale bazinului de steril, barajelor şi bazinelor de clarificare. Această inspecţie include de asemenea conductele pentru apă şi steril, cât şi utilităţile pentru evacuare

• Inspecţie săptămânală a barajelor de către departamentul de mediu. La această inspecţie se verifică posibilele deteriorări, nivelurile apei, presiunea gheţii şi precipitaţiile abundente. Debitul de scurgere al barajului este măsurat la bază (stabil în jur de 5 – 10 l/s). Toate informaţiile sunt înregistrate într-un jurnal.

• Evaluări anuale de mediu pentru întreaga locaţie, care include şi amenajările din bazinul de steril

• Inspecţii anuale ale experţilor de la o autoritate competentă • Menţinerea comunicării continue cu consultantul care a proiectat barajul.

Din 2001 au fost incluse în programul de monitorizări înregistrări piezometrice pentru a măsura gradientul hidraulic al barajului. În total s-au instalat 21 de piezometre monitorizate manual. În plus, au fost construite trei puţuri de control pentru a monitoriza şi controla mai bine calitatea şi fluxul apei de infiltraţie. Colectarea debitului de infiltraţie şi facilităţile de măsurare sunt prezentate în imaginile de mai jos. Echipamentul pentru citirea gradientului de potenţial electric cu scopul de a înregistrarea curgerea apei prin baraje reprezintă o metodă adiţională de monitorizare a condiţiilor de la nivelul barajului.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 145

Figura.3.22: Şanţ pentru colectare şi măsurare a debitului apei infiltrate de-a lungul bazinului [66, Base metals group, 2002]

Figura.3.23.: Un alt şanţ de colectare şi măsurare a fluxului apei infiltrate de-a lungul barajului [66, Base metals group, 2002] Se pregăteşte în prezent un manual de siguranţă a barajului, care să acopere toate problemele legate de managementul sterilului. Manualul va acoperi următoarele domenii: • organizarea siguranţei barajului • planuri de urgenţă şi de contingenţă • evaluarea riscului, impactul asupra mediului şi clasificarea consecinţelor • proiectare şi design • hidrologie şi sistem de decantare • monitorizare sistematică • planuri de închidere a instalaţiilor • autorizaţii oficiale şi alte documente importante. [66, Base metals group, 2002] La Lisheen se aplică următoarea schemă de monitorizare a acestei TMF:

Chapter 3

146 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Location Parameter MonitoringFrequency

AnalysisMethod/Technique

Piezometers inTMFEmbankment

Water levelpHConductivityPb, Zn, As, Fe, Cu, Hg,Co, Cr, Mg, Mn, Cd, Ni,CN, Sulphide & Sulphate

WeeklyWeeklyWeeklyMonthly

Dip MeterElectrometricElectrometricStandard Method Note 1

Hydrostaticpressure cells onbase of TMF

Hydrostatic pressure Monthly Agreed method(c.f. condition 7.4.12)

TMF RetainingWall

Standard walk-overcondition & stabilitychecksEmbankmentSettlement/movementAnnual safety inspectionreport

Weekly Quarterly Annually

VisualSurvey of seven fixedmovement monitoringstationsAgreed standard.

TMF embankmentcrest

Tailings distributionsystem

Twice daily Visual

TMF Tailings settlement/peatconsolidation

Bi-annual Agreed geophysicalmethodology.(c.f. Condition 7.4.11)

TMF Volume of tailingsdisposedTonnage of tailingsdisposedUsed CapacityRemaining Capacity

ContinuousMonthly AnnualAnnual

Flow meterDry Density Agreed methodAgreed method

Use of spigotdistributionsystem

Period andvolume/tonnage Efficiency of distribution

Continuousduring use

Record Log Visual

Tailingsdistribution heads

Depth to tailings Continuous Agreed method(c.f. condition 7.4.13)

TMF PerimeterDrain (min. six N oselectedlocations).

Water levelpHConductivityPb, Zn, As, Fe, Cu, Hg,Co, Cr, Mg, Mn, Ni, Cd,CN, SS,Sulphide and Sulphate,

WeeklyWeeklyWeeklyMonthly

Dip meter/gaugeElectrometricElectrometricStandard Method Note 1

TMF perimetergroundwatermonitoring wells(Inner and outerrings)

Water levelpHConductivityPb, Zn, As, Fe, Cu, Hg,Co, Cr, Cd, Mg, Mn, Ni,CN, Cl, PO4, Cr, NO2,NO3, Na, DSSulphide & Sulphate,

MonthlyMonthlyMonthlyMonthly

Dip meter/gaugeElectrometricElectrometricStandard Method Note 1

Tabel.3.24: Exemplu de schemă de monitorizare a TMF [41, Stokes, 2002] Anexa 2 conţine câteva exemple de cedare a barajelor, în special la operaţiuni ale metalelor de bază. 3.1.2.3.4 Dezafectarea şi urmărirea

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 147

Planul de dezafectare la Aitik se concentrează pe trei părţi principale ale operaţiunii: zonele cu piatră reziduală, iazurile de decantare şi zona industrială, care include mina de exploatare deschisă. În legătură cu sterilul, evaluarea rezistenţei la intemperii este încă în desfăşurare. Până acum rezultatele arată că nu este necesară acoperirea, prin urmare măsurile luate sunt limitate la fertilizare şi însămânţare cu iarbă, buruieni şi pomi, pentru a preveni eroziunea eoliană a stratului de suprafaţă. Barajele din jurul depozitului de steril şi bazinul de clarificare vor fi reînclinate la un unghi de 1:3 şi versanţii vor fi plantaţi cu iarbă. [63, Base metals group, 2002] La Aznalcollar după accident, programul de urgenţă a evoluat într-o dezafectare completă a barajului rupt şi a întregului bazin. Aceasta a inclus:

• Schimbarea cursului râului sin apropiere • Construirea unui zid impermeabil la infiltraţii în partea de nord şi est a barajului • Instalarea unei bariere hidraulice care include un sistem de repompare de partea internă a

zidului impermeabil • Tăierea şi reînclinarea barajului la 3:1 şi reacoperirea acestuia • Remodelarea suprafeţei sterilului pentru a minimaliza infiltraţia şi pentru a controla alunecarea

de suprafaţă • Construcţia unui covor de amestec vegetal deasupra sterilului remodelat. Începând de la steril,

învelişul constă într-un strat geotextil, 0,5 m piatră reziduală, 0,1 m strat orb, 0,5 m argilă compactată şi 0,5 m de sol protector şi vegetaţie.

[68, Eriksson, 2000] Planul de dezafectare pentru bazinul de steril de la Boliden este descris în secţiunea.... La Garpenberg, conform rezultatelor remodelării hidrogeologice, secţiunea ca mai înaltă din bazinul Ryllshyttan va fi aproape complet saturată cu apă subterană. Zone limitate din barajele vestic şi sudic vor a avea o porţiune parţial nesaturată a stratului de pământ vegetal. Conform planului de dezafectare, bazinul de steril va fi acoperit de vegetaţie. Datorită numeroaselor referinţe din alte locaţii, se anticipează că însămânţarea directă la suprafaţa sterilului şi adăugarea de îngrăşământ reprezintă alternative realiste şi ieftine. Daca vor apărea probleme, se vor lua măsuri pentru stabilizarea vegetaţiei, cum ar fi aplicarea unui strat organic. Zonele de-a lungul barajului care rămân nesaturate vor fi acoperite în caz de apariţie a condiţiilor de aciditate. Barajele care conţin material potenţial generator de aciditate vor fi acoperite cu un strat de 1,1 m grosime de sol prefabricat, care conţine un strat de 0,4 m de argilă compactă ca element de etanşare. Barajele vor fi reînclinate la 1:2,5 – 1:3,0 înainte de a fi acoperite şi revegetate. Secţiunea inferioară a bazinului (porţiunea care este activă în prezent) este aşezată într-o manieră care garantează un echilibru pozitiv al apei, astfel încât să rămână acoperite de apă. Timp de câţiva ani s-au menţinut contacte cu o fabrică de hârtie din apropiere, pentru a folosi deşeurile sale organice în scopuri de reciclare. Aceste contacte s-au finalizat cu un program de teste, care a fost lansat după terminarea secţiunii superioare a bazinului în 2000. Fabrica de hârtie produce mâl organic şi un produs de cenuşă zburătoare, o combinaţie cu proprietăţi care fac ca acest amestec să fie potrivit pentru acoperire. Producţia de material este suficientă pentru a acoperi întreaga suprafaţă a bazinului într-o perioadă de 5 – 10 ani şi oferă o soluţie tehnică robustă şi ecologică. [64, Base metals group, 2002] La Hitura a fost dezvoltat un plan provizoriu de dezafectare şi urmărire, care nu a fost încă aprobat de autorităţi. [62, Himmi, 2002]. La Lisheen planurile de dezafectare au fost dezvoltate ca parte componentă a procedurilor iniţiale de autorizare şi vor fi anual revizuite. S-a estimat că este nevoie de îngrijire activă timp de cinci ani şi îngrijire pasivă timp de zece ani. Pentru TMF, datorită potenţialului generator de aciditate al sterilului, s-a considerat că cea mai bună soluţie este acoperirea în permanenţă cu apă. Protecţia barajelor împotriva eroziunii se va realiza prin vegetaţie şi, dacă va fi necesar, prin acoperire cu piatră [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995].

Chapter 3

148 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

O finanţare pentru dezafectare de aproximativ 14 milioane euro (incluzând urmărirea continuă) a fost stabilită cu autorităţile de încă de la începerea construcţiei (11 milioane IRL). [41, Stokes, 2002] La Pyhäsalmi planul de dezafectare pentru primul bazin (bazinul A) a fost realizat şi prezentat autorităţilor de mediu, dar nu a fost încă oficial aprobat. Costurile de închidere sunt estimate la aproximativ 1 milion euro pentru acest bazin. Nu există planuri detaliate pentru celelalte bazine, dar costurile totale de dezafectare şi urmărire pentru zona de steril Pyhäsalmi sunt estimate la 5,4 milioane euro. Costurile sunt revizuite in fiecare an cele 5,4 milioane de euro necesari pentru închidere au fost rezervaţi în declaraţia de venit a companiei pentru acoperire a costurilor de închidere şi urmărire. Însă aceşti bani nu au fost depuşi în cont. Astfel, compania nu are nici un plan de asigurare în caz de dificultăţi economice. Producţia este planificată să continue cel puţin încă 15 ani. Prin urmare, va fi posibilă acumularea de experienţă privind comportamentul pe termen lung al materialului şi barajelor din bazinul A. Această experienţă va fi folosită pentru planificarea dezafectării altor baraje în viitor. Nu este încă stabilit cum va fi monitorizată în viitor, după dezafectare, zona de depozitare a sterilului. Principalul scop al activităţii de urmărire este de a preveni generarea infiltraţiei acide din steril (5 -10 % sulf) şi de a evita necesitatea colectării şi tratării apei de drenaj pentru o perioadă nedefinită de timp. La bazinul A sterilul va fi acoperit cu 80 cm de sol. Stratul inferior va fi format din argilă şi aluviuni (aproximativ 30 cm grosime) şi cel superior din morenă. Grosimea învelişului a fost determinată luând în considerare criterii de proiectare specifice locaţiei şi materialele disponibile. S-au luat în considerare alte materiale, cum ari fi turba, nisipul etc., dar decizia finală s-a bazat pe motiv economice şi tehnice, luând din nou în considerare doar materialele disponibile la nivel local. Porţiunea centrală bazinului A va rămâne acoperită de apă. Este necesară construcţia unui sistem de control al nivelului suprafeţei apei şi acesta va include un turn de decantare şi un apeduct. În final, suprafaţa zonei va fi acoperită cu vegetaţie adecvată. [62, Himmi, 2002] Se estimează ca rezervele de minereu existente şi cele prognozate vor prelungi funcţionarea minei de la Zinkgruvan cu cel puţin încă 15 ani. Planurile de reabilitare a zonelor afectate de minerit sunt întocmite în conformitate cu nivelul actual al tehnicilor de reabilitare. Cum tehnologia şi cerinţele autorităţilor sunt în continuă schimbare, acest plan de dezafectare poate fi considerat un model dezvoltat pe baza cerinţelor şi standardelor actuale. Reabilitarea zonei de steril precedente a început în 1982 cu construcţia unui teren de golf cu 18 găuri şi s-a finalizat în 1991, când un port de ambarcaţiuni, o plajă şi o zonă rezidenţială au fost amenajate în centrul zonei. În prezent se desfăşoară un program de monitorizare a apei recepţionate din zona terenului de golf. Până când facilităţile actuale vor fi dezafectate, planul de închidere va fi revizuit o dată la cel puţin cinci ani. Este planificată deshidratarea şi acoperirea actualului iaz de steril. Odată ce zona va fi restaurată şi reabilitată, pământul va fi înapoiat foştilor proprietari. În acel stadiu va putea fi folosit în aceleaşi scopuri ca şi înaintea mineritului (silvicultură). Orarul pentru lucrările de reabilitare depinde de durata de viaţă a minei şi prin urmare nu va începe înainte de oprirea operaţiunilor miniere, estimată în prezent pentru anul 2025. În funcţie de alegerea modului de a extinde zona îndiguită de steril, care se preconizează că va atinge volumele permise în 2007, necesitatea reabilitării zonei deja existente se poate impune mai devreme. Dacă autorităţile cer construcţia unui nou iaz de steril, se va trece la reabilitarea facilităţilor deja existente. La cererea unei noi autorizaţii, extinderea facilităţilor existente este principala alternativă. Din punct de vedere tehnic, această zonă poate dispune de cantităţi de steril corespunzătoare altor 25 ani de producţie de minereu, prin ridicarea barajului. Ridicarea digului la înălţimea corespunzătoare duratei

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 149

de viaţă a minei, implică imposibilitatea începerii măsurilor de reabilitare înainte de închiderea minei. O excepţie o reprezintă zidurile din aval ale digurilor, care pot fi reabilitate înainte de restaurarea finală. Un înveliş „umed” nu este posibil la bazinul actual, deoarece zona de captare a apei este prea mică pentru a garanta o suprafaţă permanentă de apă care să acopere zona. Prin urmare, o acoperire „uscată” cu argilă eratică trebuie realizată pentru a reduce infiltraţia şi difuzia şi pentru a împiedica accesul apei şi oxigenului la steril. Când bazinul va fi deshidratat, barajele nu vor mai fi supuse presiunii apei, în schimb zidurile lor vor putea fi clasificate ca formaţiuni de pământ stabile, supuse presiunii apei subterane. Din acel moment barajele nu mai pot fi inundate şi nu vor mai fi supuse eroziunii interne, care reprezintă în mod normal cele mai frecvente două cauze de rupere a barajelor. În perioadele cu debite crescute de apă este totuşi important ca apa să nu ajungă în bazin. Se vor lua măsuri pentru a asigura stabilitatea fizică şi chimică a barajelor şi a sterilului. Stabilitatea pe termen lung şi accesul echipamentului masiv se realizează prin aplatizarea pantei barajului de la 1:1,5 la 1:2,5 - 1:3. Majoritatea cantităţii de material necesar pentru aplatizarea versanţilor va fi depusă simultan cu înălţarea continua a digurilor. Pantele şi suprafaţa bazinului vor fi acoperite de vegetaţie pentru a rezista eroziunii şi pentru armonizarea estetică cu mediul înconjurător. Reabilitarea finală a bazinului de steril poate fi rezumată astfel:

• excavaţia unor şanţuri ocolitoare, de-a lungul versanţilor naturali, aproximativ 2000 m • deshidratarea şi consolidarea bazinului • marcarea perimetrului suprafeţei bazinului • aplatizarea pantelor din aval ale barajelor • aşezarea unui înveliş protector împotriva prafului • acoperirea cu un strat final • revegetarea stratului de acoperire.

Tabelul de mai jos redă planul proiectului de acoperire. Propunerea se bazează pe recomandările autorităţilor, practica internaţională şi experienţa altor proiecte de reabilitare în locaţii similare. Proiectul se poate schimba cu timpul, deoarece închiderea este încă departe în viitor. Sugestia de mai jos a fost aleasa pentru a-şi îndeplini scopul cu o limită de siguranţă acceptabilă. S-a presupus că vor fi folosite următoarele materiale pentru acoperire de sus în jos:

0.2 m Strat de sol vegetal

0.5 m Strat protector din morenă

0.2 m Strat de drenaj din morenă

0.2 m Strat de distribuţie din material cu permeabilitate scăzută

0.2 m Strat de control al prăfuirii, din piatră sfărâmată sau nisip şi pietriş

- Steril

Tabel.3.24.: Structura stratului protector la TMF Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] Nivelul apei în lacul de purificare va fi scăzut la o valoare ce va putea fi menţinută prin precipitaţii naturale în zona îndiguită. La acest nivel, zone mici de steril vor fi expuse, în special în zona superioară (sudică) a bazinului. În aceste zone se crede a fi suficientă folosirea unui model simplificat de acoperire, în comparaţie cu cel folosit în restul bazinului. Se presupune că această acoperire simplificată constă în 0,2 m de strat de sol vegetal şi alţi 0,2 m de morenă. [66, Base metals group, 2002]

Chapter 3

150 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

3.1.2.4 Managementul sedimentelor miniere În toate locaţiile unde minereul este extras subteran, cantităţile relativ mici de piatră reziduală din lucrările de dezvoltare rămân în subteran. 3.1.2.4.1 Caracteristicile sedimentelor miniere La Aitik sedimentele miniere a fost supusă unor teste extensive privind caracteristicile materialului, modelare la scală reală a transportului, teste hidrogeologice cu trasoare, teste de mineralogie şi geologie. Suita de teste efectuate include:

• analiza pietrei în întregime • investigaţii mineralogice • calcul acido-bazic (CAB) • teste cinetice, cum ar fi teste în serie, cu coloane, cu celule de umiditate şi teste la scală largă

de rezistenţă la intemperii • teste cu trasori pentru a determina circuitele de curgere a apei prin sedimentele miniere • determinări efective de suprafaţă.

Caracterizarea zonei include: • măsurători in situ ale concentraţiei de oxigen ca funcţie a adâncimii în interiorul a haldelor • profire de temperatură în interiorul haldelor • teste cu trasori la scală reală • determinarea coeficientului efectiv de difuziune • măsurători ale calităţii şi debitului apei • echilibrul apei.

Toată această muncă de descriere a fost folosită în diverse demersuri ştiinţifice şi în planificarea administrării sedimentelor miniere de la Aitik. Activităţile îndeplinite constau în: modelarea predictivă a evoluţiei în timp a calităţii apei, modelare de echilibru şi cinetică a apei interstiţiale şi compoziţiei drenajului, calculări ale echilibrului de masă, modelări cuplate hidrogeologice şi de transport. Datorită activităţii experimentale extensive, a fost posibilă folosirea informaţiei de la Aitik pentru a încerca rezolvarea uneia dintre cele mai mari provocări ştiinţifice din zonă, şi anume relaţia între testele de laborator şi condiţiile actuale de pe teren. Din aceste rezultate s-a concluzionat că la Aitik sunt produse două tipuri de piatră reziduală – în jur de 65% piatră care nu va produce infiltraţii acide şi 35% piatră cu potenţial producător de infiltraţii acide. Doar un mic procent din aceasta va produce de fapt infiltraţii, dar separarea acestei fracţiuni de restul pietrei cu potenţial generator nu este fezabilă. Aceste rezultate au dus la decizia de a încerca depozitarea separată a pietrei care nu produce infiltraţii acide şi prin urmare de a minimaliza suprafaţa de depozitare a acestei pietre. Din 1999 mina Aitik a folosit o nouă haldă de piatră reziduală pentru depozitarea selectivă a pietrei fără sulfuri. Această haldă este numită „haldă ecologică de piatră reziduală”. Rezultatele au mai fost folosite pentru dezvoltarea unui plan adecvat de dezafectare a haldelor de piatră. Sedimentele miniere ecologică este testată frecvent şi trebuie să aibă mai puţin de 0,1% S şi mai puţin de 0,03% Cu, cu un raport NP/AP peste 3 pentru a putea fi folosită în afara zonei miniere şi pentru a putea fi depozitată în „halda ecologică”. Teste realizate de diverse laboratoare au arătat că proprietăţile sedimentelor miniere o fac utilizabilă ca material de balast pentru drumuri şi căi ferate, cât şi în producerea asfaltului. [63, Base metals group, 2002] În zona Boliden (cinci mine funcţionale) piatra este administrată în funcţie de caracteristici amănunţite, care se bazează mai ales pe rezistenţa la intemperii. Piatra generatoare de infiltraţii acide este folosită de preferinţă direct ca rambleu pentru exploatările miniere de suprafaţă. Pentru exploatările miniere de suprafaţă, această piatră este depozitată separat, iar la mina Maurliden

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 151

materialul generator de infiltraţii este depozitat temporar, apoi este rambleiat în minele de suprafaţă la închiderea acestora, când va fi şi acoperit de apă. [65, Base metals group, 2002] Sedimentele miniere de la Mina Reocín este în principal dolomit (calcar). În stadiul iniţial de exploatare la suprafaţă s-au generat de asemenea argilă (marnă) şi sol vegetal, care au fost depozitate separat pentru folosirea ulterioară în etapa de dezafectare. [54, IGME, 2002] La Zinkgruvan compoziţia mineralogică a pietrei este redată în tabelul de mai jos (bazat pe analiza microscopică). Sedimentele miniere conţine în principal cuarţ şi feldspat (>70%) şi poate conţine urme de minerale sulfurice. Raportul între carbonaţi şi sulf este >10, de aceea sedimentele miniere are o înaltă capacitate de tamponare şi nu va produce infiltraţii acide. Sedimentele miniere este periodic testată şi eşantionată pentru conţinutul în zinc şi plumb, care au fost găsite de 0,3% şi respectiv 0,2% într-un număr mare de probe. Densitatea pietrei zdrobite este de 1,75 t/m3, în timp ce densitatea compactă a pietrei variază între 2,6 şi 2,7 t/ m3.[66, Base metals group, 2002]

Mineral Fracţie % Mineral Fracţie % Cuarţ 32.8 Epidot 0.4 Plagioclaz 1.0 Zoizit 3.1 Microclin 27.3 Calcit 2.5 Biotită 4.3 Titanit 0.3 Muscovit 1.6 Zirconiu 0.3 Hornblend 11.7 Apatită 0.1 Diopsid 9.9 Altele 0.5 Granat 4.2 Total: 100 %

Tabel.3.25.: Mineralogia sedimentelor miniere la Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] 3.1.2.4.2 Metode de management aplicate Depozitele de piatră reziduală de la Aitik sunt situate la est şi la vest de mină şi se întind pe o suprafaţă de aproximativ 400 ha. În 2001 s-au extras din mină 26 milioane de tone piatră reziduală, din care 67% a fost depozitată separat datorită conţinutului scăzut în sulf şi metal. Strategia actuală este de evitare a extinderii haldelor care conţin piatră reziduală sulfurică. În 1999 s-a deschis o nouă zonă de halde cu piatră reziduală. Această zonă este destinată exclusiv pietrei nesulfurice, pentru a scădea în mod corespunzător procedurile de dezafectare. Mai mult, calitatea pietrei deschide noi oportunităţi pentru folosirea sa ca material de construcţie. Managementul selectiv al sedimentelor miniere a fost identificat ca o sursă potenţială de scădere a costurilor şi chiar de obţinerea unor eventuale venituri, dacă se izolează materialul cu conţinut scăzut de sulf. Roca de bază de pe acoperişul minereului are un conţinut mai mic de sulfuri, şi deci este mai adecvat managementului selectiv, decât roca din alte regiuni ale exploatării miniere. Materialul constă în gnais de tip amfibol-biotit, impregnat cu filoane de pegmatită. Gnaisul de tip amfibol-biotit este caracterizat de un grad variat de lamelare a amfibolului, cu o matrice de amfibol, biotit, cuarţ şi, într-o măsură mai mică, plagioclaz. Pegmatita conţine în principal feldspat şi cuarţ. Falia de încălecare formează un contact bine delimitat cu acoperişul şi zona minereului, ceea ce uşurează urmărirea liniei de contact. Se ştie că acoperişul este sărac în cupru şi cartografierile timpurii ale găurilor din minele de diamant nu au arătat nici o schimbare în stratul rocii de bază. Analizele efectuate au arătat un conţinut scăzut de cupru şi sulf. S-a dezvoltat o nouă procedură de testare pentru a asigura calitatea sedimentelor miniere. Aceasta include analize chimice, calcul acido-bazic (test CAB) şi teste de umiditate celulară a materialului obţinut prin sondarea viitoarei pietre reziduale. Această muncă a dus la alte investigaţii. Eşantioanele

Chapter 3

152 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

obţinute prin sondare din producţia perforatoarelor miniere au fost adunate şi testate în diferite tipuri de explozii, cu rezultate pozitive. Astăzi se implementează norme pentru testarea acestui tip de rocă de bază pentru fiecare explozie, cu scopul de a clasifica rapid materialul de depozitare în noua haldă de piatră reziduală. Materialul trebuie să fie gnais de tip amfibol-biotit şi/sau pegmatită. Clasa de cupru, conţinutul în sulf şi testul CAB nu trebuie să depăşească valorile recomandate. Toate rezultatele sunt stocate în baze de date. În cel mai recent plan de depozitare a sedimentelor miniere din 1999 s-au reglementat condiţiile pentru managementul selectiv al diverselor fracţiuni de piatră reziduală. Criteriile pentru depozitarea selectivă a pietrei fără sulfuri sunt mai puţin de 0,1% S, mai puţin de 0,03% Cu şi un raport NP/AP mai mare de 3. Se întreprind analize pe eşantioane acumulate din minim opt sonde, care reprezintă 150 000 t de piatră reziduală. Pentru asigurarea calităţii, trebuie exclusă orice rocă reziduală aflată la mai puţin de 30 m în interiorul zonei de minereu. Metoda de dezafectare implică acoperirea haldei de rocă care nu conţine sulfuri cu 0,3 m de argilă eratică şi/sau alt material ca strat vegetativ. Dezafectarea se realizează progresiv şi stabilizarea vegetaţiei va începe în primii doi ani după terminarea depozitării fiecărei terase. Apa scursă la suprafaţă şi cea drenată în şanţuri de colectare este adunată şi refolosită în uzina de prelucrare a minereului ca apă de procesare. Şanţurile de colectare care primesc afluenţi de la vechile secţiuni ale haldelor de rocă reziduală recepţionează apă cu un conţinut ridicat de metale şi pH scăzut. Calitatea apei din şanţurile de deviere este puternic influenţată de geologia cuaternară locală, cu un conţinut crescut al sulfurilor în argilă. Investigaţiile hidrogeologice au arătat că haldele nu sunt conectate hidraulic cu mina de exploatare. Întreaga zonă unde sunt localizate haldele este acoperită cu un strat de 10 m de argilă glacială puţin permeabilă, aşezată pe roca de bază. În principiu, toată apa infiltrată părăseşte halda la bază şi este uşor colectată în şanţuri. Scurgeri acide cu un conţinut crescut de cupru au fost descoperite în anii 1970. Investigaţii detaliate ale zonei între 1992 – 1993 au estimat cantitatea anuală de cupru care părăseşte halda la 80 tone, din care 55 tone au provenit din vechiul depozit marginal de minereu. Cantitatea corespunzătoare de sulfat a fost de 4000 tone anual. În anii din urmă o mare parte din minereul marginal a fost reprocesat şi influenţa acestei acţiuni asupra poluării este încă în desfăşurare. O componentă critică a planului de dezafectare a fost dezvoltarea unor măsuri care să se adreseze situaţiilor de infiltraţie acidă. Construcţia unui strat protector a fost singura soluţie realistă de management al haldelor de rocă reziduală. Între 1993 şi 1996 s-a desfăşurat un proiect ce a folosit metode de modelare, pentru proiectarea unui strat protector care să reducă fluxul de apă şi oxigen către piatră. Scopul a fost reducerea cu 99% a fluxului de oxigen la nivelul haldei. S-au măsurat proprietăţile hidraulice ale potenţialelor materiale folosite ca strat protector şi s-au evaluat o serie de proiecte ce implicau folosirea straturilor de morenă şi nisip de steril. Folosind programul de modelare, s-a selectat un proiect de protecţie pentru haldele de rocă reziduală. Teste fizice ale argilei glaciale din zonă, adică din halde şi din stratul acoperitor care a fost sau va fi înlăturat în viitor, au indicat că acest material ar fi potrivit pentru construcţia unui strat de protecţie care să acţioneze ca o barieră de difuziune a gazului, de calitate corespunzătoare. S-au evaluat un număr de posibile materiale alternative. Rezultatele au indicat că un strat de 1 m de morenă compactă, cu o conductivitate hidraulică de 1,5 x 10-7 m/s ar reduce transportul oxigenului în haldă la 1,2 x 10-9 kg O2/m2s – mai puţin de 1% faţă de situaţia fără protecţie. Pe baza acestui rezultat şi a probelor de rezistenţă la intemperii, s-a estimat că reducerea poluării cu cupru ar avea aceeaşi magnitudine, cu o eliminare anuală a cuprului mai mică de 1000 kg. Zăpada reduce penetraţia îngheţului. O estimare a influenţei îngheţului, care ar putea afecta performanţa pe termen lung a stratului protector, a fost că îngheţul ar penetra până la o adâncime de 0,7 m. Penetraţia îngheţului este foarte legată de adâncimea stratului de zăpadă, care este considerabilă la Aitik în timpul iernii. Pentru a creşte stabilizarea vegetaţiei şi pentru a asigura şi mai mult rezistenţa structurii la penetraţia îngheţului, s-a concluzionat că deasupra ar trebui aplicat un strat adiţional de 0,3 m de argilă eratică

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 153

non-compactată. O ilustrare a haldei dezafectate de piatră reziduală şi a protecţiei propuse este arătată în figura de mai jos.

Figura.3.24: Structura stratului protector al haldei de piatră reziduală şi ilustrarea haldei de piatră reziduală de la Aitik [63, Base metals group, 2002] Autorizaţia din 1997 a permis exploatării Aitik să înceapă plasarea învelişului în 1997, pe o suprafaţă de 14 hectare a haldei de piatră reziduală estice. Acest înveliş consta din 1 m de morenă, distribuită în două straturi de 0,5 m fiecare, care erau compactate individual şi 0,2 – 0,3 m de strat de sol vegetal. Conform autorizaţiei, conductivitatea hidraulică maximă era de 2 x 10-7 m/s şi rata de compactare era de 93%. La final, suprafaţa a fost însămânţată cu iarbă în toamna aceluiaşi an. Pentru dispersarea apei de deversare, au fost construite canale de-a lungul malurilor şi pe versanţi, folosind geotextil şi argilă eratică. Devenise în curând evident, că trebuia găsită o soluţie deferită, în ceea ce privea apa de suprafaţă, deoarece eroziunea produsă de topirea zăpezii distrugea serios învelişul. Înlocuirea cu un nou strat de argilă şi cu piatră rezistentă la eroziune era o soluţie imediată, dar pentru viitoarele învelişuri trebuiau găsite soluţii pentru managementul apei de suprafaţă, astfel încât să nu se pună în pericol integritatea învelişului. Pe de altă parte, plasamentul învelişului pe versanţi nu constituia o problemă. Panta de 1:3 este destul de puţin adâncă pentru a permite operaţiuni normale ale utilajelor de construcţie convenţionale. În anii următori vor fi acoperite secţiuni adiţionale ale haldei de piatră, pentru a reduce expunerea acesteia la condiţiile oxidative şi pentru a minimaliza costurile şi manipularea materialului. De aceea, pentru viitoarele dezvoltări miniere plasările învelişurilor vor fi sincronizate cu lucrările de dezvelire. Din 1999, mina de la Aitik foloseşte o nouă haldă de piatră reziduală pentru depozitarea selectivă a pietrei fără sulfuri. Până acum această groapă a primit 40 milioane de tone de piatră reziduală. Groapa este testată frecvent pentru a verifica dacă valorile permise – mai puţin de 0,1% S şi 0,03% Cu şi un raport NP/AP mai mare de 3 – sunt îndeplinite. Testele întreprinse de diferite laboratoare asupra valorii de aşchiere, a fragilităţii, a durităţii în moara cu bile şi a densităţii particulelor, au arătat de altfel că piatra are o calitate suficient de bună pentru a fi folosită ca balast pentru drumuri şi căi ferate cât şi pentru fabricarea asfaltului. [63, Base metals group, 2002]. În minele subterane de la Boliden, mari cantităţi de piatră reziduală sunt mutate direct în zonele exploatate ale minei. Doar piatra care nu este folosită ca rambleu este scoasă la suprafaţă. În exploatările de suprafaţă toată sedimentele miniere trebuie scoasă şi depozitată. La închidere o parte din piatră, de exemplu cea înalt generatoare de aciditate, poate fi folosită ca rambleu la mina epuizată.

Chapter 3

154 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

În timpul anului 2001, următoarele cantităţi de piatră reziduală au fost folosite ca rambleu şi depozitate în zona minieră Boliden.

Mina Piatră reziduală folosită ca rambleu

Piatră reziduală depozitată

(kt) (kt) Renström 82.1 -104.0 Petiknäs 103.4 -15.7 Kristineberg 127.6 4.6 Maurliden 875.7 Åkerberg 24.3 -21.0

Tabel.3.26.: Cantităţi de piatră reziduală rambleiate şi depozitate în zona minieră Boliden Piatra din depozitele de la Petiknäs şi Åkerberg a fost rambleiată (aşadar valori negative). Haldele de piatră reziduală de la mina Renström au scăzut semnificativ deoarece materialul din ele a fost folosit la construirea unui drum public regional. Poate fi trasă concluzia că, în general, cantităţile de piatră depozitată sunt relativ limitate, cu excepţia minei deschise de la Maurliden. Sedimentele miniere este utilizată pe baza caracteristicilor detaliate, mai ales pe baza celor de rezistenţă la intemperii. Piatra generatoare de infiltraţie acidă este folosită de preferinţă ca rambleu. Pentru minele de suprafaţă piatra generatoare de infiltraţie acidă este depozitată separat şi pentru mina Maurliden, acest tip de piatră este depozitat temporar şi va fi rambleiată în mina de suprafaţă la închidere, unde va rămâne în permanenţă acoperită de apă. Toate depozitele de piatră reziduală sunt înconjurate de şanţuri de deviere şi şanţuri de colectare a scurgerilor. Drenajul poate fi tratat înainte de eliminare, dacă este necesar. Morena şi stratul de sol vegetal sunt depozitate separat, pentru folosirea la scoaterea din exploatare a locului. [65, Base metals group, 2002] Minele Lubin, Polkowice-Sieroszowice şi Rudna din bazinul de cupru Legnica-Glogow produc două tipuri de piatră reziduală. Primul tip este generat în timpul dezvoltării minelor subterane. Cantitatea de piatră variază datorită formei diferite a depozitului pentru fiecare mină. Anual, mina Lubin produce în jur de 450000 t şi mina Rudna în jur de 600000 t. Mina Polkowice-Sieroszowiceproduce de zece ori mai mult (6000000 t), deoarece depozitul acesteia este cel mai îngust (0,4 – 3,5 m) şi este necesar să se extragă minereul şi sedimentele miniere împreună, pentru ca ulterior să fie separate. Toată sedimentele miniere este folosită ca rambleu solid în exploatările epuizate, sau pentru construcţia drumurilor în subteran. Celălalt tip de piatră reziduală este produs periodic şi provine de la construcţia puţurilor (de exemplu, în 2001, 61 500 t de piatră au fost extrase pentru construcţia unui puţ la mina Rudna). Acest material este depozitat în grămezi, care sunt fasonate şi reutilizate. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Mina Reocín sedimentele miniere este depozitată într-o zonă epuizată a minei de suprafaţă. Vechile halde de piatră generate în faza iniţială a exploatării de suprafaţă sunt acoperite cu sol şi redate vegetaţiei. Restaurarea se face folosind argilă (marnă), iar stratul de sol vegetal este stocat separat pentru acest scop. [63, Base metals group, 2002] La Zinkgruvan, se produc anual în jur de 0,2 milioane de piatră reziduală în lucrările de pregătire. Spre sfârşitul exploatării, va fi posibilă extragerea minereului de-a lungul câtorva ani, fără a se genera piatră reziduală. Piatra este folosită la construcţia barajului de steril, ca rambleu în mină şi este, de asemenea, vândută în afara minei. În jur de 0,5 milioane de piatră sunt folosite la suprafaţă, în apropierea vechii mine de suprafaţă ca o barieră fonică în jurul părţii estice a zonei industriale. Orice surplus de piatră este stocat în depozite care sunt administrate de un antreprenor extern care zdrobeşte şi vinde materialul către terţi. Din 1996 până în 2000, 58% din cantitatea de piatră a fost vândută. [66, Base metals group, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 155

3.1.2.5 Niveluri curente de consum şi emisii

3.1.2.5.1 Managementul apei şi reactivi Consumul de apă Următorul tabel arată consumul de apă şi procentele de apă de proces reutilizată din siturile de extragere a metalelor de bază. Sit Minereu

procesat (tone/an) Consum de

apă (m3/tone)

Apă re-utilizată în fabrică proc. min. (%)

Din care provenind din TMF (%)

Din care provenind din mină (%)

Aitik 17700000 1.8 100 100 0 Almagrera 1000000 3.2 0 0 0 Boliden area 1450000 3.2 0 0 0 Garpenberg 984000 2.9 68 100* 0* Hitura 518331 6.2 100 90 10 Mina Reocín 1100000 2.0 100 0 100 Neves Corvo 1750 0.8 75 100 Pyhäsalmi 1250000 5.3 0 0 0 Zinkgruvan 850000 2.7 63 73 27 *: mine water first pumped to TMF

Table 3.10: Consum de apă şi apa utilizată/reutilizată în siturile de extragere a metalelor de bază Trebuie ţinut cont de faptul că apa din siturile Pyhäsalmi şi Boliden este reutilizată parţial în instalaţia de procesare a minereului. Instalaţia de procesare a minereului din Aitik utilizează în proporţie de 100% apă reutilizată provenită din iazul de decantare a sterilului. În condiţii normale întregul consum de apă, 31,5 Mm3/an, este furnizat prin reutilizarea apei din iazul de decantare a sterilului. Aproximativ 1,8 m3 de apă per tonă de minereu procesat este utilizată în instalaţia de procesare. În perioada topirii zăpezii, excesul de apă este descărcat în mod normal din bazinul de limpezire către recipient/emisar. Apa descărcată are o calitate bună şi nu trebuie să fie tratată (vezi Secţiunea 3.1.2.5.3). [63, Grupa metalelor de bază, 2002] Din mina Garpenberg apa de mină este pompată către staţia de procesare a minereului şi utilizată ca apă tehnologică înainte să fie pompată împreună cu sterilul în sistemul iazului de decantare unde tratarea apei apare prin interacţiunea cu suprafeţele minereului nou extras care absorb efectiv toate metalele dizolvate. Din mina Garpenberg Norra apa de mină este descărcată către recipient/emisar după limpezire. La instalaţia de procesare a minereului de la mina Garpenberg consumul de apă utilizată/reutilizată a fost de 1,95 Mm3 în timpul anului 2001 iar consumul de apă proaspătă de-a lungul aceleiaşi perioada a fost 0,93 Mm3. Cantitatea de apă descărcată din iazul de decantare a fost de 4,55 Mm3. Aproximativ 50% din acest volum de apă a fost recirculată prin staţia de procesare a minereului şi reutilizată ca apă tehnologică. Restul de 50 % a fost descărcată în lac. [64, Grupa metalelor de bază, 2002] La Hitura, apa limpezită din TMF este re-circulată înapoi către proces. Cantitatea aceasta de apă corespunde cu aproximativ 100 % din cantitatea totală de apă utilizată în proces. Acest sistem nu economiseşte reactivi în mod semnificativ, deoarece substanţele chimice de flotaţie cum ar fi xantogenatul şi spumanţii sunt descompuse în zona sterilului iar materialul steril consumă acid sulfuric. Bilantul de apă utilizată este prezentat în figura de mai jos.

Chapter 3

156 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

KA

LAJO

RI R

IVER

MillBiologicaltreatment

WashingRooms etc.

Mine

Settlingpond

Reclaimpond

Reclaimpond

Re-circulating water

Tailing water

Tap water

Tap water

Mine water(for balancingwater losses)

Rainfall Water losses to ground water

0.9…1.2 Mm3

0.3…0.6 Mm3

6000 m3

0…0.4 Mm3

10000 m3

10 000 m32.9 Mm3

Figure 3.10: Bilantul apei utilizate la Hitura [62, Himmi, 2002] Poate fi observat că, în funcţie de nivelul precipitaţiilor cantitatea de apă din iazul de decantare utilizată/reutilizată în moară (staţia de procesare a minereului) variază între 88 şi 100 % (0 până la 0.4 Mm3 în râu). Minele din bazinul de exploatare a cuprului Legnica-Glogow pompează o cantitate totală de apă de mină de aproximativ 70000 m3 zilnic. Conţinutul-CL- din această apă variază între 0,5 şi 127 g/l şi conţinutul-SO4

2 este de aproximativ 2 g/l. Totuşi, cantitatea prezentă de apă pompată la suprafaţă este mai mare iar salinitatea sa este mai scăzută datorită cursului de apă adiţional provenit din procesul de rambleiere hidraulică (umplerea in contra-curent si turnare). Toate aceste ape combinate sunt utilizate în staţia de procesare a minereului. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Lisheen, apa procesată este reutilizată şi completată cu apă recuperată din TMF [73, Ivernia Vest, ]. La Pyhäsalmi, nu există o reutilizare a apei tehnologice din zona TMF către proces. Motivul îl reprezintă gipsul (CaSO4) din apă, care cauzează probleme de blocare în conducte. Exista doar o reutilizare internă a apei în proces, unde apa din cuva de decantare, în flotaţia piritei, este returnată în circuitul de măcinare pentru a economisi utilizarea de acid sulfuric în flotaţia piritei şi de calcar în flotaţia-Cu. Această cantitate de apă reprezintă 10 % din cantitatea totală necesară în staţia de procesare a minereului. Apa proaspătă este pompată din lac. Bilantul apei utilizate în anul 2001 este prezentată în tabelul de mai jos.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 157

Mine

Mill

Maint.

Residentialarea

7100000 m3

Fresh water

Water in theconcentrates

250000 m3

Drilling water

6672000 m3

150000 m3

Cooling water

A

DPOND

BPOND POND Tailing

water

Accumulated surface waterMinewater

897000 m3

5340 00 m³

7587600 m3

EFFLUENTS 2001C 5632 tSO4 13952 tCOD (Cr) 513 tCu 193 kgZn 1015 kgFe 3927 kgSolids 56.2 t

The total change of thesurface levels in the ponds312000 m3

245600 m3

65000 m3

28000 m3

POND

Figure 3.11: Bilantul apei utilizate la mina Pyhäsalmi în anul 2001 [62, Himmi, 2002] La Zinkgruvan consumul de apă în staţia de procesare a minereului este de aproximativ 2,7 m3/tonă sau 2,4 Mm3/an în total. Necesarul de apă este acoperit de apa proaspătă furnizată de lacurile din apropiere şi prin reciclarea apei din iazul de decantare (o parte apă tehnologică şi o altă parte apă de mină). Consumul principal de apă este folosit în procesul propriu zis, in umplerea cu pasta şi în scopul răcirii. Întreaga balanţă a apei utilizate este ilustrată în figura următoare.

50/110 l/s annual average/maxPumping when the water supply in Trysjön

is insufficient for the minimum flowEmergency

spillway

75/140 l/s annual average/max 102 l/s

3 l/s

14 l/s 22 l/s

Recirculation station53 l/s

47 l/s

Ekershytte- App. 100 l/s bäcken

Net precipitation 17 l/s

Seepage through dam bodies etc. app. 15 l/s

41/103 l/s

TO SALAÅNMin 10 l/s Winter

Min 15 l/s Summer

VIKSJÖNÅMMELÅNGEN

TRYSJÖN

MILLCompressor-cooling

CLEARING-POND

TAILINGS PONDENEMOSSEN

growth ca. 5 l/s

MINE

Chapter 3

158 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figure 3.12: Bilantul apei utilizate pentru exploatările din mina Zinkgruvan prezentate ca debite medii anuale şi debit maxim în timpul exploatării [66, Base metals group, 2002] Consumul de reactiv Următoarele tabele prezintă reactivi utilizaţi în staţiile de procesare a minereurilor de metale de bază. Trebuie ţinut cont de faptul că cianura poate fi utilizată în două scopuri, ca depresant pentru blendă, pirită şi unele sulfuri de cupru sau ca extractor pentru aur.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 159

Site Aitik Almagrera Mina Reocín Boliden Garpenberg Hitura Lisheen Pyhäsalmi Zinkgruvan

Reactiv Consum Consum Consum Consum Consum Consum Consum Consum Reactiv Grup: Tip: g/t g/t g/t g/t g/t g/t g/t

Grup: Tip: Colectori 1791 Xantogenaţi 209 300 135 250 100 - 120 Tionocarbamat 10.9 Spumanţi 28 Silvapină 150 50 MIBC 8.8 30 - 40 Dowfroth 0.9 Aditivi Sulfat de cupru 441 433 876 500 Sulfură de sodiu Hidrosulfură de sodiu Depresanţi 90 Cianură de sodiu 3102 4 Sulfat de Zinc 92 306 234 400 30 - 50 Sulfat de fier 47 Acid acetic 15 Cromat de sodiu 30 10 Ditiofosfat 55.1 PH Oxid de calciu 408 3448 773 350 43685 9000 Acid sulfuric 7500 56096 120003 300 - 500 Hidroxid de sodiu 30 400 - 600 Acid nitric 150 Acid hidrocloric 1 Floculanţi CMC 100 Altele 13.5 1 Altele Sodă calcinată (carbonat

de sodiu anhidru) 472

"Agenţi de flotaţie " 19 Dioxid de sulf 8694 1. Nici o informaţie despre tipul colectorilor, probabil xanthates; 2. Utilizat în extragerea aurului cu ajutorul cianurii; 3. Bazat 100 % pe H2SO4 4. Pentru distrugerea CN după cianurare; 5. pH şi tratarea apei; 6. pH şi la extragere

Table 3.11: Consumul de reactivi din siturile de exploatare a metalelor de bază

Chapter 3

160 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Ca o alternativă la xantogenaţi, pe post de colectori, există alte câteva branduri pe piaţă. Aceşti colectori sunt de tipul diarilditiofosfaţi. O schimbare între acei colectori înseamnă pentru Zinkgruvan o schimbare a procesului de flotaţie într-un proces de flotaţie a plumbului/zincului selectiv direct. Costurile totale ale produselor chimice utilizate în acest proces sunt duble faţă de costurile procesului propriu-zis utilizat astăzi. Aceasta se datorează faptului că un set de alte produse chimice vor fi utilizate (de exemplu sulfat de cupru, dioxid de sulf, şi var stins). [66, Grupa metalelor de bază, 2002]. Separarea cuprului la Neves Corvo se obţine prin flotaţie. Următorii colectori sunt utilizaţi: • ditiofosfat, 80 – 120 g/t, pH 10-11 • xantogenat amil de potasiu (XAP), 30 – 40 g/t, pH 11 Separarea cositorului (staniului) este realizată prin separarea gravitaţională bazată pe masele oscilante Holman-Wilfley şi subsecvent prin flotaţia casiteritului (minereului de staniu).

3.1.2.5.2 Emisii în aer • de la uscarea minereului preparat • din explozii şi de la autovehiculele Diesel, şi • prăfuirea difuză din întregul sit incluzând iazul de decantare a sterilului. Totuşi, emisiile din explodare, de la autovehiculele Diesel şi uscarea minereului preparat nu fac obiectul acestui document. Ar trebui notat totuşi că, cuptoarele de uscare sunt înlocuite treptat de filtre. Imisiile difuze de praf sunt măsurate la opt puncte de monitorizare în sit ca particule sedimentate. Mostrele colectate sunt analizate pentru cupru şi greutatea totală a particulelor sedimentate (normalizate către zona superioară a colectorului). Rezultatele sunt rezumate pentru anii 1999 - 2001 în tabelul de mai jos. [63, Grupa metalelor de bază, 2002]

1999 2000 2001 Punct de monitorizare

Particule sedimentate

Cu Particule sedimentate

Cu Particule sedimentate

Cu

mg/m2lună mg/m2lună mg/m2lună mg/m2lună mg/m2lună mg/m2lună S 1 1210 1.5 1910 2.5 3030 2.6 S 7 450 0.4 330 0.3 480 0.4 S 8 394420 21.4 55550 19.8 23440 12.7 S 9 1100 0.7 720 0.3 2610 1.0 S 10 920 0.9 750 0.7 540 0.5 S 11 690 0.7 1200 0.8 480 0.5 S 12 1820 0.8 1360 0.8 1000 0.9 S 13 520 0.3 860 0.5 780 0.4

Table 3.12: Măsurători ale cantităţilor totale de particule sedimentate şi de cupru la Aitik [63, Grupa metalelor de bază, 2002] La Garpenberg, sunt doar două surse principale de emisii în aer: • uscarea minereului preparat şi • Aerajul/ventilaţia din mine (SO2, NO2 şi CO2). [64, Grupa metalelor de bază, 2002].

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 161

La Hitura, au fost identificate ca principale surse de emisii în aer: • praful din zona industrială, incluzând TMF, şi staţia de procesare a minereului • praful provenit din galeriile în cărbune. Zona de influenţă este monitorizată în câteva puncte de colectare. Praful provenit de la TMF reprezintă o problemă doar în condiţii de secetă şi vânt. S-a încercat prevenirea prăfuirii prin acoperirea gurilor de puţ, imediat după ce praful a început să se ridice, cu pământ şi prin folosirea şlamului de var la gurile de puţ. De asemenea, nivelul suprafeţei de apă din iazul de decantare este păstrat cât mai ridicat posibil în timpul verii iar distribuţia sterilului este aranjată în aşa fel încât zona plajei să fie păstrată cât mai udă posibil. [62, Himmi, 2002] În bazinul de exploatare a cuprului Legnica-Glogow există trei tipuri de emisii în aer: • praf, metale grele, emisii de SO2 şi NO2 provenite de la puţurile de ventilaţie ale minelor subterane • praf, metale grele, emisii de SO2 şi CS2 provenite de la cele trei staţii de procesare a minereului • emisii de praf de la porţiunile de suprafaţă uscată a iazului de decantare. Ultiumul tip de emisii, este plaja, care constituie o sursă considerabilă de emisii de praf, în special în zilele cu vânt. Pentru a reduce acest praf este instalată o „perdea“ de apă pe creasta digului. În plus, pentru a stabiliza suprafaţa în secţiunile care sunt temporar uscate, este împrăştiată o emulsie de asfalt dintr-un elicopter. În prezent, cortinele de apă adiţionale sunt testate. Acestea sunt instalate înăuntrul bazinelor, pe plajă, la o distanţă de 150 m, şi sunt puse în funcţiune când o secţiune uscată, după îndepărtarea învelişului asfaltic, este utilizată pentru construirea digului. În vecinătatea iazului de steril, a fost instalat un sistem de monitorizare a calităţii aerului. Acesta constă în trei staţii de măsurare continuă, o staţie meteorologică şi o staţie centrală. Staţiile de măsurare sunt echipate cu echipamente de măsurare a prafului din aer – FAG, care măsoară substanţele macro-particulare (total). Mai există o staţie, deţinută şi pusă în funcţiune de către autoritatea de inspecţie locală. Rezultatele pentru imisiile de substanţe macro-particulare totale sunt prezentate în tabelul următor. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Puncte de măsurare (distanţa de la dig)

Substanţă macro-particulară medie anuală (total, µg/m3).

Year 1998 Year 1999 Year 2000 Year 2001 Rudna (1000 m SE) 36.3 34.3 29.2 33.6 Kalinówka (600 m NE) 33.9 29.1 28.7 30.2 Tarnówek (500 m SW) 35.7 34.0 31.3 23.9 Statia autoritatii locale (1800 m SE) 24.3 18.0 14.8 12.7

Table 3.13: Imisiile de praf din iazul de decantare al bazinului de exploatare a cuprului Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] Mai mult, la această mină sunt măsurate şi concentraţiile medii anuale ale substanţelor macro-particulare (totale) şi metalele conţinute în aerul ambiant din imediata apropiere (60-2250 m) a iazului de decantare a sterilului. Rezultatele măsurate în 2001 sunt prezentate în tabelul următor.

Metal Substanţă macro-

particulară (total)

Cu Pb Zn Cd As

(µg/m3) (µg/m3) (µg/m3) (µg/m3) (µg/m3) (µg/m3) D24

1 1.0 - 70.0 <0.01 - 0.07 0.05 - 0.26 0.001 - 1.321 0.0001 - 0.0226 0.0001 - 0.0515 Dam2 12.7 0.019 0.099 0.151 0.0007 0.0038

Chapter 3

162 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1. rezultatele măsurate de-a lungul a 24-ore 2. valoare medie anuală

Table 3.14: Concentraţii medii anuale ale substanţei macro-particulare (total) şi metalele conţinute în aerul ambiant din imediata apropiere (60-2250 m) a iazului de decantare a sterilului din bazinul de exploatare a cuprului Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Lisheen, emisiile în atmosferă sunt monitorizate utilizând următoarele măsurători: • sursa punctiformă • aerul ambiental • depunerea de praf. [41, Stokes, 2002] Emisiile din anul 2001 sunt listate în tabelul următor.

Parametri Unitate Cantitate Macro-particule kg/an 3375 Oxizi de azot kg/an 243266 Monoxid de carbon kg/an 129546 Dioxid de carbon kg/an 186713872

Table 3.15: Emisii în aer la situl Lisheen [76, Irish EPA, 2001] La Pyhäsalmi, principalele surse de emisii în aer au fost identificate ca fiind: • praful şi SO2 provenite din uscarea minereului preparat în staţia de procesare a mineralului • praf de la TMF • praf provenit din zona de încărcare a minereului preparat • praf din galeriile de cărbune şi zona industrială. Emisiile de praf sunt măsurate în câteva puncte de colectare. Principalul scop este de a monitoriza zona de influenţă. Din iunie 2001 emisiile au fost de asemenea controlate cu un instrument/echipament automat, care a efectuat măsurători în mod continuu. Emisiile de praf din zona de management a sterilului sunt o problemă în condiţii de secetă şi vânt. Au fost făcute încercări de prevenire a acestui fenomen prin stropirea cu şlam de var pe gura puţului. [62, Himmi, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 163

3.1.2.5.3 Emisii în apă Următorul tabel rezumă emisiile totale în apă provenite din siturile de extragere a metalelor de bază.

Amplasament Aitik Boliden Garpenberg Hitura Legnica-

Glogow Lisheen Pyhäsalmi

Parametru Unitate An 2001 2001 2001 2000 2001 2001 2000 Discharge Mm3 6.44 11.10 2.60 0.08 21.1 22.9 6.89 Ca t/yr - - - - 26164 - 4727 SO4 t/yr - - - 254 58742 - 12057 COD t/yr - - - - 654 51.4 334 Solids t/yr - - 6.2 0.9 633 89.4 47.1 Al kg/yr 446.0 - - - - 2465 - As kg/yr 1.71 156 18 - 422 - - Cd kg/yr - 1 0.8 - 591 8.1 7 Co kg/yr 5.3 - - - - 17 - Cr kg/yr 0.21 - 25 - 1160 - - Cu kg/yr 36.0 72 40 - 1435 28.5 309 Fe kg/yr - - - 24 9495 1412 9141 Mn kg/yr - - - - - 565 - Hg kg/yr 0.1 - 0.3 - 6.33 0.6 - Ni kg/yr 5.11) - - 107 - 311.9 - Pb kg/yr 0.1 191 52 - 3376 263 - Zn kg/yr 34.6 1070 586 - 949 2321 1464 N t/yr 17.0 - 6.52 - 130 40892 - CL 176269 - - 1. Metale dizolvate (proba este filtrată în teren înainte de a fi acidifiată) 2. An 2000

Table 3.16: Emisiile totale per an în apă provenite din siturile de extragere a metalelor de bază The annual total discharge from Zinkgruvan was 1.5 Mm3. Tabelul 3.35 arată concentraţiile din emisii provenite de la amenajările pentru managementul sterilului.

Amplasament Aitik Garpenberg Legnica-

Glogow Zinkgruvan

pH Unitate

Year

Particule în suspensie 2001 2001 2001 2001 Ulei mineral 7.1 10 7.9 7.5 Cupru (dizolvat) mg/l - 2.4 30 3.1 Cupru (total) mg/l - 0.1 - Zinc µg/l 2.1 - - Plumb µg/l 7.3 15 68 2.7 Cadmiu µg/l 1.7 218 45 (total) 220 Arsenic µg/l 0.02 20 160 (total) 27.3 Crom µg/l 0.004 0.37 28 (total) 0.3 Mercur µg/l 0.3 20 (total) 1.9 Fier µg/l 0.004 9 55 (total) <1.0 Aluminiu µg/l 0.009 - 0.3 (total) <0.1 Azot-total µg/l 8 - 450 (total) - pH µg/l 38.5 - - Particule în suspensie mg/l 2.6 - 6.16 (total) 5.4

Table 3.17: Concentraţii ale emisiilor provenite de la siturile de extragere a metalelor de bază

Chapter 3

164 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

La Aitik, prelevarea de probe din apă este realizată în punctul de descărcare (iazul de limpezire) şi la 12 staţii de prelevare de probe din sistemele râului, în concordanţă cu programul de monitorizare obişnuit. Probele sunt analizate pentru câteva metale, pH, azot-total, petrol, SO4-S, conductivitate şi turbiditate. Apa a fost descarcată în râul Leipojoki, în timpul anului 2001, doar din iazul de limpezire. Nu a fost efectuată nici o descărcare din bazinul de reciclare şi nici din canalul de reciclare. [63, Grupa metalelor de bază, 2002]. Emisiile în apă provenite din iazul de decantare a sitului Boliden sunt descrise în detaliu în secţiunea metale preţioase. Garpenberg desfăşoară un program complex de monitorizare a apelor de suprafaţă realizând în acelaşi timp şi acţiuni de control şi prelevare din recipient/emisar. Aceste acţiuni sunt desfăşurate în cadrul unui program integrat dezvoltat pentru zona de captare (cel mai important râu din zonă). Acest program constă în analiza probelor de apă prelevate, investigarea peştilor, investigarea sedimentelor şi a faunei de pe fundul râului. Apa descărcată din iazul de decantare este probată prin prelevare de mostre, cu ajutorul unui dispozitiv de eşantionare automat, la fiecare două ore. Lunar este realizată o prelevare combinată/complexă de probe. În sistemul iaz de decantare a sterilului/ iaz de limpezire a apei este obţinută o calitate satisfăcătoare a apei pentru proces cât şi a celei descărcate. Cele mai importante substanţe contaminante sunt zincul şi azotul care provin predominant din apa de mină. Apa de mină conţine aproximativ 4,5 mg/l zinc şi mai mult de 50 mg/l azot total. O reducere majoră a cantităţii de zinc descărcate în mediul înconjurător a fost obţinută prin pomparea apei de mină împreună cu şlamul din steril în iazul de decantare, astfel zincul fiind absorbit de suprafeţele mineralelor. Testele de laborator au arătat că această metodă duce la reducerea efectivă a concentraţiei de zinc din apele de mină de la 4,5 mg/l la mai puţin de 0,2 mg/l în 40 minute. Compuşi din azot sunt degradaţi parţial în steril şi în bazinele de decantare. În 1998, s-a estimat că aproximativ 10 tone de azot provenite din apa de mină au fost adăugate sistemului. [64, Grupa metalelor de bază, 2002]. La Hitura, au fost raportate emisii din TMF în pânza freatică. Cifre exacte ale acestui proces nu sunt însă disponibile. Ca măsură de remediere s-a recurs la stoparea curgerii apei din pânza freatică, aceasta fiind re-pompată şi direcţionată către râu. [62, Himmi, 2002]. În iazul de decantare a bazinului cuprifer Legnica-Glogow, o medie de 60000 m3/d de apă curată, conţinând 16-20 g/l substanţe solide în suspensie totale, trebuie să părăsească sistemul pentru a menţine Bilantul apei şi a salinităţii sale din circuit. Apa evacuată este pompată în râul Oder prin conducte de 17 km. Cantitatea de apă este controlată pentru a corespunde la debitul de curgere al curentului râului, astfel încât suma clorurilor şi sulfaţilor din Oder să nu depăşească 500 mg/l. Pentru a evita o concentraţie locală mai mare în râu a substanţelor solide în suspensie totale, sistemul de descărcare distribuie apa evacuată pe fundul râului de-a lungul întregii secţiuni transversale a râului. Concentratia solidelor în suspensie din apa evacuată din haldă variază, depinzând de volumul curentului din haldă şi condiţiile meteorologice. Deoarece solidele în suspensie conţin metale grele, o instalaţie de tratare a apei este pusă în funcţiune temporar pentru a curăţa apa evacuată la un nivel <50 mg/l. Tehnologia de purificare este bazată pe coagulare (cu aproximativ 300 mg/l clorură ferică) susţinută cu polielectrolit (1 mg/dm3) şi sedimentare într-un bazin de decantare lamelar. Table 3.16 şi 8 prezintă emisiile totale în apă şi concentraţiile din emisiile provenite de la amenajările pentru managementul sterilului. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Lisheen arsenicul este tratat cu sulfat feric dacă concentraţia din evacuare este de aproximativ 0,0048 mg/l. De aceea, arsenicul este precipitat ca un compus arseniat feric meta-stabil. În mod similar

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 165

dacă se adaugă cianură în proces ca un reducator iar concentraţia din evacuare ajunge la 0.048 mg/l, CN va fi distrus [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. La Zinkgruvan, sterilul şi sistemul iazului de decantare a sterilului constituie o instalaţie de tratare foarte bună pentru proces şi apa de mină, datorită capacităţii sale ridicate de absorbţie. De-a lungul ultimilor 15 ani a fost obţinută o reducere semnificativă în pierderea zincului prin utilizarea integrală a caracteristicilor sistemului şi trecerea tuturor apelor tehnologice şi a apelor de mină prin sistem, aşa cum este ilustrat în figura următoare.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 20010

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Zn mg/lZn kg / year

Zn mg/l

Zn kg / yr

Limit ; Zn = 0.7 mg/l

Limit ; Zn = 0.5 mg/l

Figure 3.13: Concentraţia medie anuală de zinc (în mg/l) în excesul de apă din iazul de decantare în recipient/emisar şi transportul calculat (kg/an) 1984 - 2000 [66, Base metals group, 2002] 3.1.2.5.4 Contaminarea solului La Hitura, pe o suprafaţă de aproximativ 400 metri în jurul TMF, a fost descoperită o contaminare a solului. La Pyhäsalmi, a fost observată contaminarea solului în imediata apropiere a staţiei. Aceasta a fost cauzată de praful de sulf (pirita). Nu a fost raportat un conţinut semnificativ de metale grele sau chimicale în sol. [62, Himmi, 2002] În fiecare an este monitorizată contaminarea solului în 54 de puncte localizate în imediata apropiere (50-2000 m) a iazului de decantare a sterilului al bazinului de exploatare a cuprului Legnica-Glogow. Rezultatele obţinute în perioada 1996-2001 indică faptul că o concentraţie mai ridicată de cupru în sol este întâlnită numai în imediata apropiere a barajului. Concentraţiile altor metale sunt la nivel/valoare de fond. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113]

Chapter 3

166 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

3.1.2.5.5 Consumul de energie Următorul tabel rezumă consumul de energie în siturile de exploatare a metalelor de bază. Consumul de energie

Unităţi Sit

Aitik Boliden Garpenberg Hitura Neves Corvo

Pyhäsalmi Lisheen

Mină kWh/t1 n/d n/d n/d n/d 21.44 n/d n/d Staţie de procesare a mineralelor, total

kWh/t1 n/d n/d n/d 32.8 36.95 34.9 47.3

GWh1 n/d n/d n/d n/d n/d 53.4 Sfărâmare/măcinare

kWh/t1 11 - 12 22 n/d n/d 24.93 n/d 20.6

Uscare/asecare kWh/t1 n/d n/d 0.22 1.28 3.9 n/d TMF kWh/t1 2 2 3 1 1.97 1.6 n/d Gestionarea sedimentelor de steril

kWh/t1 n/d n/d n/d n/d n/d n/d n/d

Total electric kWh/t1 22.1 n/d n/d n/d n/d n/d n/d Totalul tuturor energiilor

GWh 545.5 214.6 123.5 n/d n/d n/d n/d

kWh/t 30.7 148 126 n/d n/d n/d Procesarea minereului brut

Million tonnes

17.77 1.45 0.98 0.52 1.75 1.25 1.15

1. Energie electrică

Table 3.18: Consumul energetic la siturile de exploatare a metalelor de bază 3.1.3 Cromul Această secţiune conţine informaţii despre mina de exploatare a cromului Kemi din Finlanda. Toate informaţiile sunt furnizate de [71, Himmi, 2002]. 3.1.3.2 Mineralogie şi tehnici miniere Cromitul se formează în magmele ultramafice de adâncime şi este unul dintre primele minerale care cristalizează. Acest fapt se datorează faptului că cromitul se întâlneşte în nişte zăcăminte de minereu concentrate. Deoarece magma se răceşte încet în interiorul crustei Pământului, se formează cristalele de cromit şi, datorită densităţii lor, acestea se aşează la baza magmei şi sunt concentrate acolo. Minereurile de crom de la Kemi sunt asociate cu o intruziune stratificată mafică-ultramafică în interiorul contactului dintre granitul migmatitic şi şist. Formaţiunea începe din oraşul Kemi şi se extinde aproximativ 15 km Nord-Est, cu o laţime maximă de 1500 m. Orizontul bogat în cromit compact apare la 50 - 200 m deasupra bazei formaţiunii. Grosimea orizontului de cromit continuu variază de la câţiva milimetri la câţiva metri, însă în regiunea Nuottijärvi-Elijärvi, stratul de cromit conţine opt strate care sunt viabile economic pe o distanţă de 4,5 kilometri. Atât roca gazdă cât şi roca carbonat de talc sunt serpentinite. Cromitul idiomorfic este singura resursă minerală care apare în cantităţi mari, lucru care-l face rentabil economic. Conţinutul mediu de minereu este de 26 % Cr2O3 şi raportul Cr/Fe este 1,55. Mina de exploatare a cromului de la Kemi este o exploatare la suprafaţă cu un raport steril / minereu de 5.5:1. Producţia minei în 1999 a fost de aproximativ 250000 tone.

3.1.3.3 Procesarea mineralului

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 167

La Kemi, minereul extras din mină conţine 11 % fier şi 25,5 % Cr2O3. După procesarea minereului, minereul preparat conţine între 35 % Cr2O3 în fracţie grosieră (bulgări) şi 44 % of Cr2O3 în fracţiuni fine. Fluxul tehnologic al sitului Kemi este dat mai jos:

Chapter 3

168 Version March 2004 ST/EIPPCB/MTWR_Final_Draft

CONCENTRATING PLANT

CRUSHING PLANTHEAVY MEDIUM SEPARATION PLANT

Upgraded lumpy ore

Metallurgical gradeconcentrate

Waste rockMiddlings

Tailings

Tailings

1. Reciprocating feeder2. Jaw crusher3. Screen4. Cone crusher5. Washing screen

1.4.20016. Drum separator7. Dewatering screen8. Rod mill9. Ball mill

10. Hydrocyclone

11. Cone concentrator12. High-gradient

magnetic separator13. Thickener14. Drum filter

12

3

3

3

446

5

6

9

77

8

10

10

10

13

11

12

13

14

AvestaPolarit Chrome OyKemi mine

Figure 3.14: : Fluxul tehnologic al staţiei de procesare a mineralului la Kemi [71, Himmi, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 169

Etapele procesului vor fi explicate mai în detaliu în secţiunile următoare. Staţia de procesare a mineralului funcţionează la 207 t/h. La Kemi reducerea mărimii minereului se realizează după cum urmează: • măcinarea în trei etape cu un concasor cu fălci şi două concasoare conice • măcinarea în două etape cu ajutorul unui concasor cu cilindri (Ø 3.2 x 4.5 m) şi o moară cu bile (Ø

2.7 x 3.6 m). La Kemi sunt utilizate următoarele echipamente şi tehnici pentru separarea minereului de steril: • două separatoare cu tambur şi trei ciururi de eliminare a apei/de deşlamare într-o instalaţie medie

de separare pentru bulgări • nouă separatoare conice şi un separator magnetic cu gradient înalt, în staţia de concentrare a

materialelor fine. 2.5.1.2 Managementul sterilului 2.5.1.2.1 Caracteristicile sterilului La situl Kemi, a fost determinată compoziţia chimică a ambelor tipuri de steril şi a fost investigată în laborator comportarea la leşiere (max. leşiere/DIN 38614-S4 prin metoda Kuryk şi comportarea pe termen lung) prin teste de simulare la scară. De asemenea, au fost realizate în laborator teste de eroziune eoliană la scară. În materialul steril, cei mai semnificativi compuşi sunt cromul şi nichelul, care apar sub formă de compuşi insolubili şi despre care operatorul consideră că nu produc efecte negative. 2.5.1.2.2 Metode de gestionare aplicate La Kemi, TMF consistă în trei halde active şi trei halde scoase din funcţiune cu o suprafaţă totală de 120 hectare. Sterilul este pompat din proces către primul iaz unde solidele se depun înainte ca apa liberă să fie condusă către una dintre cele două bazine de limpezire. Apa este reintrodusă în proces. Excesul de apă este condus către sistemul râului. Una dintre haldele scoase din funcţiune a fost acoperită şi reecologizată, celelalte două urmând sa fie de asemenea reecologizate. Distanţa dintre concasor şi zona TMF este de aproximativ 1 kilometru. Un curs de apă curge în imediata apropiere a haldelor. Calitatea acestei ape este scăzută deoarece ea vine dintr-o zonă mlăştinoasă. Foarte aproape de mină şi de TMF se află o zonă mlăştinoasă protejată. Astfel, este protejată flora şi fauna zonei care sunt foarte sensibile. Apa drenată se scurge direct în cursul de apă fără un şanţ colector special şi un sistem de control. Nu a fost facut nici un studiu de bază. TMF a fost construit pe teren plat cu baraje de tipul padoc. Barajele iniţiale au fost făcute de morenă şi sunt aşezate pe un sol permeabil jos şi stabil. Corpul de sprijin a fost construit din piatră de carieră. Acolo unde este necesar, pentru a îmbunătăţi stabilitatea digurilor, sunt construite contradiguri. Sterilul provenit din proces este distribuit din burlanul de steril direct în jurul primei halde de steril. Dispozitivul de evacuare este mutat periodic şi de aceea bazinul va fi umplut în mod egal. Barajele sunt înălţate anual cu morene şi criblură/piatră de carieră care reprezintă corpul de sprijin al barajului. În mod obişnuit, experţii externi sunt implicaţi atunci când planurile de înălţare a barajului sunt realizate pentru prima oară. Barajul iazului de limpezire a apei este făcut de morenă şi căptuşit cu criblură/piatră de carieră pentru a preveni eroziunea.

Chapter 3

170 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Zona de gestionare a sterilului a fost proiectată în anul 1960 şi nu a fost luat în calcul la acea vreme nici un plan de închidere sau întreţinere. Cu toate acestea de curând a fost realizată o evaluare de risc. 2.5.1.2.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor Sistemul a fost construit astfel încât suprafaţa apei din zona sterilului să poată fi ţinută în echilibru iar excesul de apă, provenită din ploi etc., să poată fi evacuat într-o manieră controlată. Zona de gestiune a sterilului este inspectată zilnic de operatori ai staţiei de procesare a minereului. Digurile sunt inspectate anual de un expert extern şi la un interval de cinci ani de către un reprezentant al autorităţii de siguranţă a barajelor. Comentariile trebuie să fie înregistrate într-un Document de Siguranţă a Barajului. Ca rezultat al legislaţiei recente trebuie să fie creat un plan pentru situaţii de urgenţă bine documentat. [71, Himmi, 2002] 2.5.1.3 Managementul sedimentelor de steril În prezent la Kemi roca steril este depozitată în trei zone separate în apropierea minei. Din 2003 producţia minei se va schimba gradual către mineritul în subteran. Cantitatea anuală de rocă-steril va descreşte astfel şi până la sfârşitul decadei toată cantitatea de roca steril va fi folosită pentru a umple mina subterană. Materialul de rocă-steril din vechile depozite de rocă-steril vor fi, de asemenea, utilizate ca material de umplere în viitor. Cei mai importanţi parametri de proiectare în construcţia bocşei de rocă-steril au fost: • stabilitatea ridicată a stratului de rocă • permeabilitatea scăzută a stratului de la bază • distanţa de transport mică de la mină • posibilitaţi bune pentru utilizarea materialului în viitor. Drenajul de la zona depozitului de steril de rocă nu este monitorizat în mod specific, însă emisiile sunt incluse în datele privind emisiile (vezi Secţiunea 2.5.1.4.3), şi sunt legate de calculele realizate în acord cu probele obişnuite luate din cursul de apă, atât de deasupra cât şi de dedesubtul sitului minier. Parte din apa de drenaj este colectată într-un canal de scurgere şi este dirijată, împreună cu alte ape de drenaj provenite din zona industrială, în zona de gestionare a sterilului. De asemenea, o parte a drenajului este direcţionat către cursul de apă din apropiere. 2.5.1.3.1 Închiderea sitului şi întreţinere ulterioară Nu a fost elaborat nici un plan pentru închiderea sitului şi întreţinerea ulterioară. De asemenea, nu a fost alocat nici un ban pentru închiderea sitului şi întreţinerea ulterioară. Se estimează că durata de funcţionare a minei de exploatare a cromului Kemi este de zece ani. De aceea, până acum nu a fost realizat nici un plan pentru închiderea sitului luându-se în considerare că planul tehnic şi cel economic vor fi elaborate ulterior. Nu există nici o prevedere legală care să impună alocarea de bani pentru închiderea sitului şi întreţinerea lui ulterioară. Aşa cum s-a descris mai sus, în viitor roca steril va fi utilizată ca material de umplere a minei subterane. Nu a fost prevăzută nici o altă utilizare pentru roca steril. A fost realizat un plan pentru refacerea peisajului însă nu există alte planuri pentru închiderea ulterioară a sitului. 2.5.1.4 Emisii curente şi nivele de consum

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 171

2.5.1.4.1 Managementul apei şi reactivii Următorul tabel prezintă consumul de reactivii şi oţel per tonă de minereu procesat în concasor.

Reactivi Consum (g/t de minereu procesat)

Floculant 13 Bile de oţel 50 Bare de oţel 200 Ferosiliciu (pentru separarea medie compactă

80

Table 3.19: Consumul de reactivi şi oţel la situl Kemi În proces există aranjamente pentru realizarea unei recirculări interne a apei tehnologice astfel încât să fie minimizat consumul de apă proaspătă. Re-utilizarea apei limpezite provenită din zona de gestiune a sterilului acoperă 100 % din necesarul de apă din proces. Uneori (în mod normal când este ridicat un baraj) este necesar să fie adăugată apă proaspătă. Apa în exces provenită din sistem este evacuată în cursul de apă fără a mai fi tratată. Nu este disponibilă o balanţă a consumului de apă. 2.5.1.4.2 Emisii în aer Emisiile de praf nu se consideră că reprezintă o problemă semnificativă. Staţia de procesare a minereului este echipată cu o instalaţie de desprăfuire. Emisiile de praf provenite din staţia de procesare a minereului au fost estimate la aproximativ 1,8 t/an. Pe baza rezultatelor din investigarea mlaştinii se consideră că aria de influenţă este foarte limitată. La intervale de cinci ani se realizează culegerea de date din mlaştină pentru determinarea cantităţii de metale grele şi particule în suspensie. Cantitatea de praf provenit din carieră şi zona de încărcare a fost estimată la aproximativ 30 t/an. De asemenea, şi în acest caz aria de influenţă este foarte limitată. Emisile în aer provenite din haldele de rocă-steril nu sunt monitorizate în mod specific. Totuşi, orice prăfuire provenită din haldele de rocă-steril este monitorizată într-o manieră integrată pentru toate emisiile în aer, prin intermediul investigaţiilor mlaştinii descrise mai sus. 2.5.1.4.3 Emisiile în apă Evacuarea în cursul de apă/emisar este monitorizată lunar prin prelevarea de probe şi este realizată de un expert extern. De asemenea, sunt prelevate probe şi din cursurile de apă/emisarii din împrejurimi. Pentru anul 2000, emisiile totale în apele de suprafaţă sunt rezumate în tabelul de mai jos. Anul 2000 a fost un an extrem de ploios şi umed, ceea ce a condus la cantităţi extraordinar de mari de descărcare din sistemul bazinal. Totuşi, aceasta nu a influenţat ceilalţi parametri listaţi în tabel.

Parametru Unităţi Cantităţi Descărcare din sistemul bazinal Mm3 1.67 Ca t 191 Fe kg 11000

total solide t 33 Cr în total solide kg 79

Table 3.20: Emisii în apele de suprafaţă la situl Kemi

Chapter 3

172 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.5.1.4.4 Contaminarea solului La Kemi nu a fost raportată nici o contaminare semnificativă a solului. Au fost contaminate numai zone restrânse cum ar fi locaţiile vechilor halde de minereu de crom preparat. 2.5.1.4.5 Consumul de energie Consumul de energie pentru managementul sterilului este prezentat în tabelul de mai jos pentru anul 2000.

Etapa procesului Consumul de energie electrică (kWh/tonă de minereu procesat)

Procesarea minereului 16.6 Uscare 1.5 Managementul sterilului 0.9

Tabelul.21: Datele privind consumul de energie la situl Kemi 2.5.2 Fierul Această secţiune include informaţii despre minele Kiruna şi Malmberget din Suedia şi mina Steirischer Erzberg din Austria. 2.5.2.1 Mineralogie şi tehnice miniere Minereurile de fier de calitate comercială sunt exploatate în principal din formaţiunile feroase stratificate sedimentare proteozoice. Principalele resurse minerale sunt: hematitul (Fe2O3), magnetitul (Fe3O4) şi sideritul (în ordinea importanţei). Principali producători mondiali sunt Rusia, Brazilia, China, Australia, India şi Statele Unite. În Europa, principalul producător de minereu de fier este Suedia. El apare sub formă de minereuri de magnetit fosforic care sunt legate de porfir sienitele proterozoice provenite din activitatea vulcanică. Câteva mine mai mici, în principal din Europa Centrală şi de Sud (de exemplu ‘Steirischer Erzberg’) produc minereuri de fier siderit de calitate mai scăzută (carbonaţi de fier), care sunt de asemenea formaţiuni de minereu sedimentar. Exploataţiile miniere consistă în mod normal în pregătire, incluzând descopertare sau săpare a galeriilor, forare, detonare şi transportare, înainte de începerea procesării minereului. [49, Grupa fier, 2002] Minele subterane Zăcământul de minereu de magnetit de la mina Kiruna este lung de aproximativ patru kilometri, cu o lăţime medie de 80 m şi înaintează până la o adâncime estimată de aproximativ doi kilometri la o înclinaţie de aproximativ 60˚. Principalul nivel de transport pe orizontală este la o adâncime de 1045 m. Exploatarea zăcământului de minereu între nivelele 1045 m şi 775 m va continua cu aproximaţie până în anul 2018. Până în prezent au fost exploatate aproximativ 940 milioane tone de minereu din zăcământul de la Kiruna. Aproximativ 20 - 23 milioane tone de minereu brut sunt exploatate în fiecare an din acest zăcământ, aproximativ cinci milioane tone fiind trimise către amenajarea de steril grosier şi 1,7 milioane tone către amenajarea de steril mărunt. Zăcământul este împărţit în zece blocuri/pilieri. Fiecare bloc/pilier are propriul său grup de puţuri de mină, fiecare având câte patru puţuri de mină, cu excepţia celor două blocuri cele mai nordice (Lake Ore) care au câte trei puţuri de mină. În total, mina Kiruna are 38 astfel de puţuri de mină. Fiecare puţ

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 173

de mină dintr-o grupă este la aproximativ 30 m de următorul. În zece blocuri de mină intrarea se face prin cinci rampe separate. O prelungire a fiecărei rampe este tăiată în două blocuri vecine pe una dintre părţi. Unind blocurile în acest fel, sunt create cinci mine mai mici. Fiecare bloc are propria gură de aer proaspăt care intră în mină şi puţuri de extracţie/evacuare. Împărţirea geografică a zăcământului de minereu în cinci mine permite o mai bună eficienţă a exploatării. De când minele sunt clar separate unele de altele, minereul poate fi extras dintr-o mină, în timp ce la o alta are loc detonarea sau întreţinerea. Exploatarea minei a depăşit nivelul de 775 m în vara anului 1999. Mineritul se va desfăşura până la nivelul de 1045 metri până în anul 2018. Între nivelele 775 metri şi 1045 metri zăcământul este împărţit în nouă felii, fiecare având 27,5 metri înălţime. Distanţa între culoare de minereu este de 25 metri. Fiecare explozie produce aproximativ 10000 tone de minereu. [49, Grupa fier, 2002] Mina Malmberget constă în aproximativ 20 zăcăminte de minereu, 10 dintre ele fiind exploatate în prezent. Cea mai mare parte a minereului de bază este magnetitul, dar există, de asemenea, apariţii de minereu de hematit non-magnetic. Cel mai nou nivel principal de transport pe orizontală al minei Malmberget este la o adâncime de 1000 metri. Până acum, aproximativ 350 milioane tone au fost extrase din zăcământul de minereu. Aproximativ 12 milioane tone de minereu brut sunt exploatate din zăcământul de minereu în fiecare an, generând 5,6 milioane tone de steril anual.

Figura.15: Prezentarea depozitului de minereu de la Malmberget [49, Grupa fier, 2002] Câmpul zăcământului are o lungime de 4,5 kilometri pe direcţia Est – Vest şi 2,5 kilometri pe extensia Nord – Sud. În partea vestică a minei, minereurile formează mai mult sau mai puţin benzi ondulate continue de zăcăminte de minereu lenticulare. Minereurile din partea de est a minei prezintă o structură tectonică mai complicată, cutată intensiv. Zăcămintele de minereu sunt înclinate cu o variaţie locală mare. Grosimea zăcămintelor de minereu variază între 20 şi 100 metri. Roca gazdă este de la acidă până la roci eruptive intermediare puternic deformate şi roci vulcanice metamorfozate, apărând sub formă de ‘leptite’ (roci cuarţo-feldspatice microgranulare) şi gnaise. Câmpul minereului este în general metamorfozat în amfibolite către fronturile de lucru mai joase. În partea vestică a câmpului zăcământului, apare un grad de metamorfozare local mai ridicat. Ambele mine din Suedia utilizează pe scară largă metoda de exploatare cu surpare prin subetaje. Pregătirea/Exploatarea zăcământului

Chapter 3

174 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

La Kiruna, primul pas este de a săpa galerii direct în zăcământul de minereu. Forarea se face cu sfredele/perforatoare de mină hidraulice acţionate electric. Se realizează mai mult de 60 găuri, fiecare având cinci metri adâncime. Aceste găuri sunt apoi încărcate cu explozivi şi detonate. Exploziile au loc noaptea. Minereul rezultat în urma acestor explozii este îndepărtat cu ajutorul basculantelor. Apoi, este realizată următoarea gaură etc., până când întreaga galerie de exploatare este definitivată. Galeria în săpare poate fi mai lungă de 80 metri. Dacă este necesar, pereţi şi acoperişurile sunt reconsolidate cu ancore de mină sau/şi beton (aşa numite ‘shotcrete’). Odată ce lucrarea iniţială de pregătire este terminată, sau când este definitivat un număr de galerii transversale de exploatare în aceeaşi zonă, se desfăşoară următorul pas în lanţul de punere în producţie (de exemplu, forarea şi detonarea de producţie). Producţia După ce a fost realizat un număr de galerii de exploatare, poate începe forarea de producţie în 'felii' de 27,5 metri înălţime. Aceasta activitate este realizată cu ajutorul unui sfredel/perforator de mină tele-comandat. Operatorii controlează câteva sfredele/perforatoare în zona de producţie, tele-comandate din camere de control. Sfredelul/perforatorul sapă ascendent în minereu, formând serii în formă de evantai, fiecare cu câte zece găuri. Găurile au în mod normal o lungime de 40 - 45 metri, şi sunt drepte, astfel încât încărcarea ulterioară cu exploziv şi explodarea să poată fi realizate în mod eficient. După ce a fost săpată o serie de găuri, sfredelul/perforatorul este tras trei metri înapoi, şi începe săparea următoarei serii de găuri. Vor fi săpate aproximativ 20 de serii de găuri într-o galerie în săpare de 80 de metri. Odată această operaţie terminată poate începe procesul de încărcare a găurilor cu exploziv. Un robot introduce explosivi în găurile săpate într-o serie. Explodarea este realizată în fiecare noapte. Fiecare tură produce aproximativ 10000 tone de minereu. După ce praful produs de explozie este ventilat poate începe încărcarea minereului cu încărcătoare pe roţi (LHD). Apoi următoarea serie este încărcată cu explozivi ş.a.m.d. Procedura este repetată până când întregul zăcământ de minereu este exploatat. Încărcătoarele electrice pe roţi încarcă şi transportă minereul către puţurile de mină verticale (culoarele de minereu), localizate de-a lungul zăcământului de minereu. Fiecare încărcător are o chiblă/găleată cu o încărcătură utilă de 17 - 25 tone şi transportă încărcătura lor către un coridor de minereu. Prin gravitaţie minereul cade în lăzile de încărcare/pâlniile de încărcare/recipiente , localizate imediat deasupra nivelului principal. În mina Kiruna sunt utilizate, de asemenea, încărcătoare tele-comandate electric. Aici, operatorul stă în faţa unui monitor din camera de control, şi „conduce“ maşinile din zona de producţie. Maşinile sunt dirijate cu ajutorul unor lasere şi reflectoare rotative amplasate pe pereţii galeriei de săpare. Informaţia despre poziţia maşinii, este trimisă printr-un număr de staţii radio către sistemul de control din computerul camerei de control. Principalul nivel de transport pe orizontală din mina Kiruna este situat la nivelul de 1045 metri. Minereul este încărcat prin tele-comanda din lăzile de încărcare/pâlniile de încărcare/recipiente în vagonete. Un tren fără conductor, constând într-o locomotivă şi 24 de vagonete, transportă minereul către una din cele patru staţii de descărcare. Când trenul trece prin staţie, podeaua vagonetului se deschide şi minereul cade într-un buncăr concasor, din care este alimentat unul din cele patru concasoare. Minereul este sfărâmat în bulgări de aproximativ 100 milimetru diametru. Pe nivelul principal operează nouă locomotive şi aproximativ 185 vagonete. Fiecare tren transportă aproximativ 500 tone de minereu. Exploatarea în mina Malmberget se realizează la câteva nivele diferite, deoarece există mai multe zăcăminte de minereu. Principalele nivele de transport pe orizontală sunt la 600, 815 şi 1000 metri. La fiecare nivel există cocasoare. Doisprezece autocamioane miniere de tonaj mare, cu o capacitate de încărcare de 70 până la 120 tone, sunt utilizate la aceste nivele. Autocamioanele sunt conduse la puţurile de mină verticle. Şoferul controlează încărcarea din interiorul cabinei autocamionului. Autocamionul încărcat la capacitatea maximă este apoi condus la o staţie de descărcare iar minereul este descărcat, pe laterale, într-un buncăr concasor. Această operaţie este de asemenea controlată din cabina camionului. Minereul este încărcat într-un concasor şi sfărâmat în bulgări de aproximativ 100 milimetri diametru.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 175

[49, Grupa fierului, 2002] Exploatări miniere de suprafaţă/cariere Minereul valoros de la mina Steirischer Erzberg este sideritul - minereu de fier şi ancheritul - steril de minereu. Conţinutul de fier al minereului este de aproximativ 21 %. Mina Erzberg este o exploatare minieră de suprafaţă, cu o producţie anuală de 3,8 milioane tone/an, din care 1,2 milioane tone reprezintă steril de rocă. La această mină sunt utilizate operaţiile de forare şi detonare convenţionale. Transportul este realizat cu încărcătoare pe roţi şi camioane. În interiorul carierei există 20 trepte de exploatare (bancuri) cu o înălţime medie de 24 metri în operare. [55, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.2 Procesarea minereului În mod normal după extracţie, pentru a atinge mărimea cerută minereul este sfărâmat în diferite etape. Această operaţie este urmată fie de cernere până la obţinerea produsului final, bulgări şi material fin, fie de tratarea în continuare. Alegerea metodelor de procesare a minereului depinde de tipul minereului, compoziţia chimică, gradul de fineţe, etc. Metodele comune cele mai utilizate sunt separarea magnetică, în mod obişnuit utilizându-se magneţi de intensitate ridicată pentru concentrarea minereurilor de hematit şi de intensitate redusă pentru magnetit, precum şi separarea gravitaţională şi flotaţia. Calitatea minereului şi metoda de tratare influenţează atât cantitatea, tipul cât şi compoziţia sterilului. La Steirischer Erzberg instalaţia de procesare a minereului tratează 1,7 milioane tone de minereu per an din care 0,98 milioane tone devin concentrat de minereu, 0,7 milioane tone steril grosier (sub formă de bulgări) (depozitat împreună cu roca steril) şi 0,1 milioane tone steril fin. 0,9 milioane tone de minereu pe an este vândut direct ca minereu de calitate redusă fără să fie procesat. 2.5.2.2.1 Pulverizarea Exploatările de la Kiruna şi Malmberget utilizează concasoare de carieră (produs 100 % de granulometrie mai mare de 100 milimetri) şi sfărâmarea secundară pentru producţia pe bază de sinter. Măcinarea în carieră, măcinarea secundară, moara AG /morile cu bile sunt utilizate pentru producerea granulelor [49, Grupa fier, 2002]. La exploatarea Erzberg, se utilizează două concasoare rotative conice (produs 100 % de granulometrie mai mare de 120 milimetri) şi o sfărâmare secundară [55, Grupa fier, 2002]. 2.5.2.2.2 Separarea Exploatările Kiruna şi Malmberget utilizează separarea magnetică uscată (în aşa numita ‘instalaţie de sortare’) urmată de separarea magnetică umedă pentru producţia pe bază de sinter. Separarea magnetică uscată, separarea magnetică umedă, hidrociclonarea şi flotaţia sunt aplicate pentru producerea granulelor în aşa numitul ‘concentrator’ (în Malmberget nu se solicită flotaţia) [49, Grupa fier, 2002]. Următoarea figură prezintă concentratorul de la Kiruna, care generează material de alimentare pentru instalaţia de producere a granulelor.

Chapter 3

176 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura.16: Concentratorul de la Kiruna La Erzberg fracţiunile grosiere, de exemplu cele de 8 - 30 milimetri şi 30 - 120 milimetri, sunt separate prin procesul de separare cu mediu dens. Fracţiunile fine, cele de 1 - 4 milimetri şi 1 - 8 milimetri, sunt separate prin procesul de separare magnetică uscată de intensitate înaltă. Concentratul este sfărâmat în continuare până la fracţiuni mai mici de 8 milimetri. Fracţiunile fine, de 0,1 - 1 milimetri, sunt deshidratate prin sortatoare - clasoare filetate/melc şi sunt transportate, împreună cu sterilul grosier provenit din separarea cu mediu dens şi separarea magnetică de intensitate înaltă, spre bocşele din interiorul zonei de exploatare minieră. Amestecarea concentratului cu ‘minereul brut’ (minereul care nu a fost procesat) este realizată prin sfărâmarea şi cernerea finală. Apa de proces, cea care se scurge în principal din sortatoarele filetate/melc, este tratată în trei cuve de decantare/concentratoare continue de 32 de metri. Apa care se scurge este reciclată şi reintrodusă în proces, în timp ce şlamul acumulat este pompat către iazul de decantare. [55, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.3 Managementul sterilului 2.5.2.3.1 Caracteristicile sterilului Minereurile de fier sunt exploatate în mod normal sub formă de oxizi (de exemplu la Kiruna şi Malmberget) sau sub formă de carbonaţi. Două fracţiuni de steril, grosier şi fin, sunt generate în etapa de procesare a minereului. Sterilul grosier este gestionat în bocşe în timp ce sterilul fin este pompat în iazul de decantare. În condiţiile în care fierul este exploatat sub formă de oxizi, sterilul şi roca steril nu sunt generatoare de acid. În situl Kiruna sterilul provenit din producţia de minereu de fier este bine caracterizat în ceea ce priveşte: • mineralogia

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 177

• geochimia (teste de lesiere cinetică analiza elementelor urmă) • proprietăţi mecanice/geotehnice. Materialul steril la Malmberget nu a fost caracterizat. [49, Grupa fierului, 2002] În tabelul de mai jos sunt date câteva exemple provenite de la Kiruna.

Componente Concentraţia medie (greutatea %) SiO2 33.82 TiO2 1.21 Al2O3 6.82 MnO 0.15 MgO 6.9 CaO 15.7 Na2O 2.02 K2O 1.89 V2O5 0.06 P2O5 8.1 FexOy 16.5 Total 93.17 Element

Fe 11.6 P 3.55 S 0.35

Tabelul.22: Concentraţiile medii ale sterilului sortat umed de la Kiruna şi Svappavaarra [82, Grupa fierului, 2002]

Element Sterilul sortat umed (ppm)

Alte tipuri de steril (ppm)

As 3.67 18.1 Ba 168 205 Be 8.25 6.10 Cd 0.14 0.10 Co 94.2 67 Cr 13.4 23.5 Cu 356 211 Hg <0.0400 0.060 La 107 331 Mo 15.4 11.8 Nb 11.9 <12.0 Ni 82.4 56.5 Pb 9.35 7.56 S 4990 4130 Sc 48.2 26.7 Sn 36.8 31.1 Sr 30.3 80.4 V 523 290 W 11.9 <12.0 Y 40.6 170 Yb 7.78 15.4 Zn 53.5 42.5 Zr 114 161 Notă: Probele marcate cu semnul < sunt sub limita de sensibilitate (a reactivilor), numerele indicând limita de sensibilitate

Chapter 3

178 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Table.23: Concentraţiile medii ale elementelor urmă pentru sterilul sortat-umed şi alt material steril la Kiruna şi Svappavaarra [49, Grupa fierului, 2002] Proprietăţile geotehnice ale materialul steril de la Kiruna au fost investigate pentru utilizarea lui ca material de construcţie pentru baraj. S-a ajuns la concluzia că sterilul trebuie să fie sortat prin ciclonare pentru a îndeplini cerinţele construirii barajului datorită distribuţiei granulometrice. Probele de steril neperturbate au fost prelevate de la diferite adâncimi ale acumulării atât la Kiruna cât şi la Svappavaara. Rezultatele tipice sunt: • densitatea masei 1.71 - 2.30 t/m3 • densitatea uscata 1.66 - 1.97 t/m3 • densitatea particulelor 3.2 t/m3 • unghi de frecare 19°- 26.5° Probele de material steril prelevate din circuitele de separare gravitaţională (excluzând particulele din producerea granulelor) arată următoarea distribuţie granulometrică:

Mărimea (µm)

depăşire % însumată

700 100 60 75 2 5

Tabelul.24: Ditribuţia granulometrică a sterilului din separarea gravitaţională [49, Grupa fierului, 2002] Probele de material steril prelevate după separare cu sortatoare filetate/melc prezintă următoarea, sortator fin pentru distribuţia granulometrică:

Mărime (µm)

depăşire % cumulata

60 91 40 80 2 8.8

Tabelul.25: Distribuţia granulometrică a sterilului după separarea cu sortatoare-melc/filetate [49, Grupa fierului, 2002] În mod frecvent sunt prelevate probe din cursul de decantare a sterilului pentru a se evalua eficienţa metodei de separare. 2.5.2.3.2 Aplicarea metodelor de management Notă: Partea grosieră a sterilului (sub formă de bulgări) se depozitează împreună cu roca steril şi va fi descrisă în secţiunea dedicată sedimentelor de steril. (vezi mai jos). Amenajările pentru managementul sterilului de la Kiruna (care are iazuri de decantare în Kiruna şi Svappavaara) şi Malmberget constau în iazuri de decantare şi iazuri de limpezire subsecvente. Toţi operatorii depozitează sterilul utilizând metode hidraulice (pomparea prin conducte sau curgerea gravitaţională prin canale). În toate cazurile sunt utilizate baraje de pământ convenţionale. Zona centrală a barajului este construită din argilă eratică compactată şi filtre. Stratul de argilă eratică este aşezată pe un strat de rocă steril. Cele trei iazuri de decantare sunt descrise în detaliu în tabelele mai jos, acolo fiind rezumate, de asemenea, şi informaţii cheie despre fiecare iaz de decantare în parte. Toate siturile utilizează un management al sterilului foarte asemănător din momentul în care materialul

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 179

a fost depozitat, în condiţiile în care condiţiile meteorologice, geologice şi hidrologice sunt relativ similare. La toate siturile, noroiul provenit din prepararea sterilului (şlamul) conţine o cantitate redusă de solide, cuprinsă între 3 – 5 % până la 10 – 15 %. Punctul de evacuare a rămas în apropierea aceleiaşi locaţii prin intermediul exploatarii iazurilor de decantare. Pentru a creşte conţinutul de solide şi a schimba distribuţia sterilului, s-a discutat utilizarea unui punct de evacuare mobil sau a unor cicloane pentru viitoare înălţări ale digurilor. Înălţimea de gardă a barajelor de steril este de 2 metri la două dintre amenajări şi 1,2 la cea de-a treia. Înălţimea de gardă la Kiruna şi Malmberget se bazează pe ghidurile suedeze pentru construirea digurilor de reţinere a apei (RIDAS), incluzând şi apa provenită din precipitaţiile atmosferice, suprafaţa înclinată a apei şi spargerea valurilor. Pentru un baraj de clasa a 2-a ar fi posibil ca apa în exces să fie decantată într-un eveniment care poate apărea o dată la 100 de ani, o furtună de 24 de ore, fără să se înregistreze o creştere a nivelului apei. Descărcarea sterilului în iazuri este controlată de un sistem de exploatare relativ constant care produce o scurgere constantă de steril. Barajul iniţial al amenajării pentru managementul sterilului de la Kiruna a fost ridicat într-o primă fază în anul 1977. Barajul de steril a mai fost ulterior înălţat de două ori în 1984 şi 1992 utilizându-se metoda liniei centrale. La Kiruna înălţimea actuală maximă a digului este de 15 metri. Ultima înălţare a digului a fost terminată la sfârşitul anului 2003. Apa din iazul de decantare este decantată în iazul de limpezire prin două decantoare. Fiecare dintre aceste decantoare constau în două turnuri verticale de captare a apei, cu un nivel de captare submers, datorită gheţii care se formează la suprafaţa apei în timpul iernii. Din turnurile de captare a apei, conductele orizontale de unesc într-o conductă/canal de scurgere (de 1400 milimetri în diametru) per decantor care traversează barajul pe dedesubt. În aval de baraj există o cameră de control de unde este posibil să fie reglat debitul de curgere a apei. Apa din iazul de limpezire este decantată într-un mod similar, deşi există o schimbare în sensul că, în aval de iazul de limpezire apa este pompată înapoi în proces prin iazul de stocare de lângă staţie sau este evacuată într-un recipient/emisar. Ca rezultat al noilor ghiduri, în anul 2000 a fost construit un nou dispozitiv de golire/evacuare de urgenţă pentru iazul de limpezire. Dispozitivul de golire/evacuare de urgenţă constă într-un canal de 13,5 metri lăţime în partea superioară a digului lângă unul dintre reazeme. Cele mai importante caracteristici ale sistemului barajului de steril sunt rezumate în tabelul următor.

Chapter 3

180 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Barajul de steril Iaz de decantare

Tipul barajului Amplasare in panta Amplasare in panta

Suprafaţa barajului (km2)

4.2 0.96

Volumul de steril 9 n/a

Volumul de apă (Mm3)

7.4 2.3

Corpul barajului C-D O-R R-B R-S S-F

Tipul barajului Linie centrală Linie centrală Linie centrală Linie centrală Linie centrală

Cea mai mare înălţime (m)

8 15 15 11 13

Lungimea barajului (m)

1450 2560 1040 1440 850

Lăţimea barajului (m)

15 15 15 15 15

Cea mai joasă înălţime de gardă a barajului (m)

2.01) 2.01) 2.01) 2.01) 2.01)

Panta din amonte 1:1.8 1:1.8 1:1.8 1:2 1:2

Panta din aval 1:1.4 1:1.4 1:1.4 1:1.5 1:1.5

Volumul de material de construcţie a barajului (Mm3)

0.66 1.58 0.86 3.00 0.39

Lăţimea zonei centrale a barajului

4 4 4 4 4

Lăţimea filtrului fin/cu ochiuri mărunte, (m)

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

Mărimea granulelor filtrului fin/cu ochiuri mărunte (mm)

0 - 6 sau 0 - 8 0 - 6 sau 0 - 8 0 - 6 sau 0 - 8 0 - 6 sau 0 - 8 0 - 6 sau 0 - 8

Lăţimea filtrului cu pietriş (m)

0 - 30 sau 0 - 100

0 - 30 sau 0 - 100

0 - 30 sau 0 - 100

0 - 30 sau 0 - 100

0 - 30 sau 0 - 100

Rambleu suport şi material de protecţie împotriva eroziunii

Roca steril Roca steril Roca steril Roca steril Roca steril

Dimensiunea granulelor din componenţa rambleului suport (mm)

0 - 200 0 - 200 0 - 200 0 - 200 0 - 200

Dimensiunea granulelor din materialul de protecţie împotriva eroziunii (mm)

0 - 100 0 - 100 0 - 100 0 - 100 0 - 100

Amenajarea evacuării

2 turnuri de decantare

Deversor de urgenţă

2 turnuri de decantare

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 181

Tabelul.26: Caracteristicile sistemului barajului de steril de la Kiruna [49, Grupa fierului, 2002] Altă amenajare pentru managementul sterilului utilizată pentru minereul provenit de la Kiruna şi procesat în Svappavaara este amenajarea pentru managementul sterilului Svappavaara, construită la 50 kilometri sud-est de Kiruna. Această amenajare constă în trei iazuri: iazul de decantare, primul iaz de limpezire a apei şi al doilea iaz de limpezire a apei denumit iaz receptor. În plus faţă de aceste iazuri construite este utilizat un lac natural ca resursă de apă. Toate barajele reprezintă îndiguiri de vale. Iazul receptor a fost primul construit şi a intrat în funcţiune în anul 1964. Scopul construirii lui a fost de a colecta apele de drenaj provenite din depunerea naturală a sterilului pe coasta/panta dealului. Apa a fost apoi decantată din iazul receptor în lac. Datorită proprietăţilor sterilului şi condiţiilor terenului (pantă abruptă) cea mai mare parte a sterilului s-a depus foarte aproape de barajul din aval. Astfel, s-a construit un al doilea baraj de retenţie (barajul de steril) pentru a preveni ca sterilul să se depună prea aproape de barajul recipient. De atunci, acest baraj a funcţionat ca iaz de limpezire a apei. Mai târziu, în 1973, a fost construit un al treilea baraj vis-a-vis de îndiguirea sterilului, pentru a păstra sterilul în partea de amonte şi a utiliza partea de aval ca iaz de limpezire a apei. Acest baraj este construit din umplutură de rocă ca un baraj de drenare. Datorită problemelor provocate de gheaţă, în anul 2001, în acest baraj a fost construit un dispozitiv de golire/evacuare a apelor excedentare. Din primul iaz de limpezire, apa este decantată în iazul receptor cu ajutorul a două decantoare cu turnuri verticale de captare şi conducte orizontale ce trec pe dedesuptul digului. Grinzile de blocare din turnul de captare reglează debitul de apă. Decantarea în barajul receptor este similară cu cea de la Kiruna unde nivelul apei este reglat din amonte. De acolo apa poate fi repompată în proces printr-un lac sau poate fi evacuată într-un recipient/emisar. În mod normal, nu rezultă apă în exces deoarece cea mai mare parte a apei este re-circulată. Digurile care înconjoară iazul de decantare a sterilului şi iazul de limpezire ca şi barajul din anrocamente, care se află între cele două iazuri, au fost ridicate în mai multe etape (11 etape în total). Pentru barajul de decantare din aval a fost utilizată „metoda aval“ în timp ce pentru barajul de steril şi barajul din anrocamente s-a folosit „metoda amonte“. Astăzi înălţimea maximă a barajelor este de 21 metri şi au fost depozitate până acum aproximativ 15 milioane tone (greutate proprie) de steril. [49, Grupa fierului, 2002] Caracteristicile tehnice ale sistemului de baraje de steril de la Svappavaara sunt rezumate în următorul tabel. Iaz de decantare Iaz de limpezire a

apei Iaz receptor

Tipul barajului In panta In panta In panta Suprafaţa barajului, km2 1.2 0.7 0.42

Volumul de steril, Mm3 4.5 1.5 0.2 Volumul de apă, Mm3 0.4 4.5 0.45 Secţiunea barajului Baraj de

pământ Baraj de barare Baraj de pământ Baraj receptor

Tipul barajului Amonte Amonte Aval Aval Înălţime maximă, m 15 15.5 21 10 Lungimea barajului, m 2030 1100 2350 800 Lăţimea barajului, m 8.3 12 7.2 6.0 Cea mai mică înălţime de gardă a barajului, m 2.0 1.8 2.5

Pantă în amonte 1:2 1:1 1:2 1:2 Pantă în aval 1:1.5 1:3/1:7 1:1.5 1:1.8 Volumul aproximativ de material folosit până acum la construcţia barajului, Mm3

0.36 0.5 0.46 0.17

Chapter 3

182 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Amenajarea evacuării

dispozitiv de evacuare a apelor excedentare

2 decantori 1 decantor

Tabelul.27: Caracteristicile sistemului de baraje de steril de la Svappavaara [49, Grupa fierului, 2002] Iazul de decantare a sterilului • barajul de pământ Barajul iniţial cuprinde un material de morenă omogen, cu un strat protector împotriva eroziunii cu dimensiuni granulare între 0 - 100 milimetri. Stratul protector împotriva eroziunii are grosimea de 1 metru, pe taluzul din aval şi o grosime de 1,5 metri pe taluzul din amonte. Unghiul pantei este de 1:1,5 pentru taluzul din aval şi 1:2 pentru cel din amonte. Înălţarea digului s-a realizat pe baza „metodei amonte“ cu o zonă centrală/nucleu impermeabil, gros de patru metri, constând din material de morenă. Pe ambele părţi ale nucleului există un strat de tranziţie, gros de un metru, cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 0 - 100 milimetri. Stratul protector împotriva eroziunii din aval este de aproximativ 0,5 metri grosime, cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 0 - 100 milimetri. Umplutura suport din amonte şi stratul protector împotriva eroziunii constau în material cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 0 - 200 milimetri şi respectiv 0 - 500 milimetri. În anul 2002 a fost realizată o nouă înălţare a digului cu încă doi metri utilizându-se „metoda aval“. • Digul de barare Dig de blocare este construit ca un dig din roci steril fără nucleu impermeabil. Digul este construit prin metoda amonte, din material cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 0 - 500 milimetri. Iazul de limpezire Iazul de limpezire este construit din pământ şi este ridicat ca un baraj convenţional. Barajul iniţial este făcut din material de morenă omogen prevăzut cu un strat protector împotriva eroziunii constând din material cu o mărime a granulelor cuprinsă între 0 - 100 milimetri. Stratul protector împotriva eroziunii are grosimea de un metru pe taluzul din aval şi respectiv de doi metri pe taluzul din amonte. Unghiurile pantei sunt 1:1,5 pentru taluzul din aval şi respectiv 1:2 pentru taluzul din amonte. Următoarele înălţări ale iazului au fost construite prin metoda liniei centrale. Iazul receptor Digul „bazinului receptor“ este construit ca un baraj convenţional şi a fost înălţat folosindu-se metoda liniei centrale. Nucleul impermeabil vertical (constă, în partea superioară, din material de morenă, gros de trei metri. Pe ambele părţi ale nucleului impermeabil există un filtru din nisip fin, gros de doi metri constând în material cu o dimensiune granulometrică de 0 - 32 milimetri. În afara filtrului fin este utilizat şi un filtru din material grosier cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 8 - 64 milimetri. Deasupra nucleului şi a filtrului fin există un strat orizontal cu o grosime de 0,5 metri reprezentând coaja. Materialul suport constă din roci derocate prin explozie aşezate pe ambele părţi ale barajului. Unghiul taluzului din aval este de 1:1,8 iar cel al taluzului din amonte este 1:2. [49, Grupa fierului, 2002] Există cinci baraje în cadrul exploatării miniere de la Malmberget: barajul de steril, iazul de limpezire, iazul pentru degradare biologică, un iaz de siguranţă şi un iaz tampon. Doar primele două diguri sunt descrise în acest document. Iazul de decantare a fost construit într-un lac. Iazul de decantare constă în două diguri principale proiectate diferit: digul de tip B-A şi digul de tip C-D-E-F. Apa este trecută printr-un turn-palnie de decantare din iazul de decantare în iazul de limpezire. Apa este apoi pompată din iazul de limpezire înapoi în staţia de procesare. Barajul de steril de la Malmberget a fost construit în anul 1977 şi a fost înălţat de cinci ori de atunci. Barajul a atins înălţimea de 35 metri. El va fi umplut până la sfârşitul anului 2002 şi de aceea a fost

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 183

proiectată o nouă înălţare prin utilizarea „metodei amonte“. Această nouă înălţare va asigura depozitarea sterilului pentru încă 25 de ani, presupunându-se că rata producţiei prezente este de 1,5 milioane tone/an. Întregul iaz conţine în prezent aproximativ 16 milioane tone (greutate proprie) de steril. Următorul tabel listează datele caracteristice pentru TMF de la Malmberget. Barajul de steril şi iazul de limpezire au fost construite utilizându-se caracteristicile naturale ale terenului. În aceste condiţii barajul principal a fost construit la capătul văi. [49, Grupa fierului, 2002]

Barajul de steril Iazul de limpezire Tipul barajului Baraj de vale Baraj de vale Suprafaţa barajului (amprenta pe sol)

1,8 Mm2 0,12 Mm2

Volumul de steril 16.8 Mm3 n/a Volumul de apă 0.4 + 1.2 Mm3 0.25 Mm3 Secţiune în baraj b-a c-d-e1-f j1-j2 Tipul barajului Amonte/aval Aval Linie centrală Înălţime maximă 13 m 35 m 14 m Lungimea barajului 700 m 2500 m 1100 m Lăţimea barajului 40 m 40 m 8.0 m Cea mai mică înălţime de gardă

1.2 m 1.2 m 0.5 m

Taluz în amonte 1:2 1:2 1:1.5 Taluz în aval 1:1.5 1:1.5 1:1.5 Volum prezent al barajului de steril aproximativ

0.2 Mm3 2.5 Mm3 0.2 Mm3

Tabelul.28: Date caracteristice legate de iazurile şi barajele de steril şi de limpezire de la Malmberget [49, Grupa fierului, 2002] Barajul de steril Barajul a fost proiectat să aibă lăţimea lacului, astfel încât să poată stăvili apa din lac. Interiorul acestui dig de barare este proiectat ca un dig de amonte la nivelul de 271 metri (vezi Figura 3.32). Barajul din amonte este construit cu un nucleu impermeabil din material de morenă, de 7 metri grosime, având o permeabilitate de 10-8 m/s. Nucleul impermeabil este înclinat la 1:1.5. Sub şi deasupra nucleului impermeabil se află un filtru de un metru grosime cu o dimensiune granulometrică a materialului cuprinsă între 0 - 100 milimetri şi o permeabilitate de 1 x 10-3 – 1 x 10-4 m/s. De la nivelul de 271 metri, barajul este construit utilizându-se metoda amonte cu o pantă interioară de 1:2 şi o pantă exterioară de 1:1.5. Între materialul suport şi nucleul impermeabil se află un filtru de un metru grosime (descris mai sus). Deasupra nucleului se află un strat de eroziune de un metru grosime constând într-un material cu o dimensiune granulometrică cuprinsă între 0 - 70 milimetri şi o permeabilitate de 1 x 10-5 m/s. [49, Grupa fierului, 2002]

Chapter 3

184 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura.17: Secţine transversală în barajul de steril de la Malmberget [49, Grupa fierului, 2002] Iazul de limpezire Barajul iazului de limpezire a apei este proiectat ca un baraj convenţional, cu un nucleu impermeabil din material de morenă de 4 metri grosime. De fiecare parte a nucleului se află un strat filtru de un metru grosime. În afara acestuia mai există un material suport iar deasupra lui este aşezat un strat împotriva eroziunii. Atât materialul suport cât şi stratul de eroziune sunt făcute din material steril uscat grosier. Atât panta exterioară cât şi cea interioară sunt de 1:1.5 [49, Grupa fierului, 2002]. La Steirischer Erzberg, amenajările pentru managementul sterilului, acolo unde sterilul fin este depozitat, acoperă aproximativ 40 de hectare şi sunt împărţite în 6 iazuri de decantare din care 3 funcţionează în prezent. După anul 2002, aproximativ 5,2 Mm3 (9,4 milioane tone) de materiale sterile au fost depozitate în total. O privire de ansamblu asupra funcţionării acestor amenajări este furnizată în figura de mai jos.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 185

Figura.18: Steirischer Erzberg [55, Grupa fierului, 2002] Iazurile de decantare sunt construite deasupra unor halde de steril de rocă cu înălţimi cuprinse între 50 şi 100 de metri. Ele sunt astfel construite încât să aibă o permeabilitate scăzută dar folosesc zone de infiltraţie pentru a drena apele limpezite. Apa de drenaj se infiltrează prin halda de steril şi se amestecă cu apa din cursul de apă care curge pe dedesubtul haldei. Acest proces este descris în detaliu mai jos. Distanţa dintre staţia de procesare şi TMF-ul activ variază între 500 şi 2000 metri. Sterilul trebuie să fie pompat de la o altitudine de 745 metri la o altitudine de 873 metri şi respectiv 980 metri. În prima jumătate a secolului 20 întreaga zonă a servit ca haldă de steril pentru exploataţia minieră. Acest lucru a dus la acoperirea cu steril a cursului de apă din această vale, practic pe întreaga sa lungime. Metoda aplicată la acea dată – transportarea pe marginea drumului în comparaţie cu înălţarea repetată a haldei – a dus la o cantitate mare de blocuri de dimensiuni mari acumulate la baza haldei, datorită segregării în funcţie de mărime. Baza haldei a fost construită prin îndepărtarea stratului de pământ de la suprafaţa şi instalarea unui strat de bază din blocuri mari de rocă. În acest fel, a fost obţinută o permebialitate suficientă pentru asecarea văii, aceasta rămânând intactă până în prezent. Majoritatea apei drenate din haldă apare la piciorul aval al taluzului haldei. Materialul haldei este format în principal din ancherit şi calcar. Criteriile fundamentale de proiectare au fost stabilitatea şi etanşeitatea la apă. Toate digurile sunt construite din steril de carbonat (0,15 - 120 mm) şi un strat de rocă şist ("Werfener Schiefer") pe latura interioară a barajului. Etanşarea se face prin stabilirea unui strat comprimat de şist ("Werfener Schiefer") şi steril, care furnizează, în funcţie de experienţa companiei de specialitate, suficientă impermeabilitate. Pentru a dovedi compatibilitatea materialelor şi a tehnicilor folosite pentru construcţia barajului, au fost realizate studii explicative, cuprinzând atât teste in-situ cât şi teste de laborator (parametri geotehnici, permeabilitate, unghi de frecare internă, etc.) Investigaţiile au arătat că stabilitatea construirii unui baraj este aproape independentă de situaţia sterilului din interiorul iazului. Acest lucru este posibil dacă în interiorul iazului este aşezat un strat de etanşare suficient de impermeabil format din şist comprimat şi steril, înainte să înceapă descărcarea sterilului. În consecinţă, impermeabilitatea stratului de etanşare este de o deosebită importanţă.

Chapter 3

186 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

În timpul proiectării şi construcţiei, s-a acordat o atenţie deosebită executării stratului de etanşare şi drenării apei din steril. În funcţie de materialul din care este construit barajul, pentru fiecare iaz este selectată un loc special pentru evacuarea apei din iaz. Aceste zone de evacuare sunt de 20 până la 30 metri lungime şi constau în materiale rezistente la condiţiile meteo de fragmentare specifică pentru a garanta permeabilitatea necesară. [55, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.3.3 Dezvoltarea unor noi metode de depozitare În prezent la Kiruna şi Malmberget se investighează posibilitatea construirii unui iaz celular de drenaj. Dacă rezultatele acestui test sunt pozitive, metoda va fi modificată pentru a fi aplicată pe scară largă. Tehnica se bazează pe nivelarea/sortare sedimentelor de steril descărcate pe taluz din autocamioane. Această nivelare/sortare dă naştere unui baraj filtru de drenare bun/permeabil. Pot fi construite celule fortate prin această tehnică, în care sterilul este descărcat/evacuat hidraulic. În aceste condiţii barajul filtru conţine material steril, în timp ce apa procesată este drenată. Un canal colector sau ziduri/pereţi vor fi construiţi împrejurul barajului filtru pentru colectarea apelor drenate. Apa colectată va fi direcţionată către barajul de steril existent. Locaţia sugerată pentru aceste iazuri celulare de drenaj va face ca barajul de steril să acţioneze ca un iaz de limpezire a apei pentru materialele în suspensie transporate prin barajul filtru. O parte din materialele din steril vor trece prin barajul filtru înspre barajul de steril existent. Aceasta poate determina necesitatea înălţării barajului de steril existent, în timpul celor 16 ani planificaţi ca perioadă de depozitare, depinzând de eficienţa barajului filtru. Este necesar să existe o eficienţă ridicată a filtrării (depunerea de nisip înăuntrul celulei) pentru a face va depozitarea în celule de drenaj să devină o metodă viabilă. Înălţarea barajului care s-ar putea să fie necesară (maxim 1 - 2 metri după o perioadă de 16 ani depinzând de eficienţa barajului) poate fi realizată pe barajul existent. Un avantaj al acestei tehnici de drenaj este reprezentat de faptul că nu este necesară o creştere a amprentei pe sol a barajelor de steril existente. De asemenea, atâta timp cât celula de drenaj este un sistem „uscat“ sterilul poate fi depozitat în stive mai înalte. Deoarece apa din depunerea sterilului este drenată, este mai puţin probabil ca barajul filtru să se rupă/spargă. Totuşi dacă barajul ar ceda, efectul rupturii va fi redus deoarece conţinutul de apă este mai scăzut în comparaţie cu sistemul prezent şi materialul steril scăpat din iazurile celulă va fi captat/colectat în barajul de steril existent. Prin sistemul de baraje convenţionale existent, sterilul grosier este tratat ca rocă steril şi este transportat în haldele de steril, activităţi care au un cost ridicat şi necesită un volum mare de muncă. Prin aplicarea noii metode operatorul obţine un beneficiu economic, atât sterilul grosier cât şi cel fin putând fi pompate în noile TMF sub formă de şlam. [49, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.3.4 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor La Kiruna şi Malmberget descărcările în barajele de steril sunt controlate printr-un sistem de operare relativ constant producând o curgere/un flux constant de steril. Barajele sunt inspectate de câteva ori pe săptămână în acord cu ghidurile stabilite de Manualul de Operare, Inspecţie şi Întreţinere (OIM) care a fost realizat pentru cele trei amenajări. Inspecţiile includ evaluarea nivelului apei din baraje şi a canalelor/pâlniilor de deversare. Toate observaţiile sunt înregistrate într-un jurnal de teren astfel încât schimbările apărute să poată fi evaluate. Inspecţiile lunare şi anuale sunt realizate, de asemenea, în acord cu manualele OIM. Inspecţiile sunt întreprinse de câteva ori pe săptămână de către operatori, lunar de către manager şi anual de către un expert (de obicei un consultant ‘in house’). O clasificare a tuturor barajelor în funcţie de riscul (pentru vieţile umane, mediu, de natură economică) constituit de spargerea/craparea unui baraj a fost realizată urmându-se ghidurile suedeze (RIDAS, vezi secţiunea dedicată acestui subiect). Pentru clasificare, a fost realizată o evaluare a riscului care s-a focusat pe cel mai defavorabil caz de spargere/crăparea a barajului. Atâta timp cât materialul, aşa cum

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 187

a fost descris mai sus în acest document, este stabil din punct de vedere chimic, riscul de a cauza accidente/dezastre de mediu este foarte mic. Manualele OIM realizate la Kiruna şi Malmberget sunt descrise mai jos. General În 2001 Manualele de Operare, Inspecţie şi Întreţinere (OIM), similare cu manualele OSM descrise în sectiunea..., au fost realizate pentru trei baraje de steril de dimensiuni mari. Aceste manuale au fost realizate pentru a se evita spargerile/ruperile digurilor, sau, în cazul în care are loc o spargere/rupere să existe o îndrumare pentru intervenţii în cazurile de urgenţă astfel încât să fie redus efectul unei spargeri/ruperi de baraj. Cele trei manuale sunt destul de asemănătoare şi, ca urmare, vor fi descrise împreună. Alt obiectiv al acestor manuale este de a facilita şi documenta schimbări în proiectarea viitoare. Manualele sunt actualizate anual. Conţinutul acestor manuale este după cum urmează: • Proiectarea barajului • Clasificarea barajului conform cu pericolul pe care-l prezintă (incluzând evaluarea riscului) • posibile acţiuni pentru îmbunătăţirea siguranţei • operare, inspecţie şi întreţinere de rutină • Plan de acţiune în caz de urgenţă pentru incidente apărute la baraj (EPP). Condiţia barajelor în timpul operării poate fi clasificată în patru niveluri diferite: • Funcţionare normală, acolo unde nu există indicaţii cu privire la schimbări ale condiţiilor • funcţionare compactă/strânsă, când pot exista unele indicaţii despre spargerea/ruperea barajului,

precipipaţii abundente sau ieşirea apei tehnologice etc. • Funcţionare perturbată, când există un nivel al apei neobişnuit de ridicat în interiorul barajului,

spargeri/ruperi distincte ale digului şi scurgeri de apă; şi în sfârşit • incidente, unde funcţionarea este posibil să fie oprită. Următoarele paragrafe descriu monitorizarea/inspecţia de rutină a barajului şi planurile de urgenţă în caz de spargere a barajului (EPP-uri). Monitorizarea şi inspecţia amenajărilor sterilului Panza freatică este monitorizată utilizându-se tuburi piezometrice instalate în secţiuni selectate ale diferitelor baraje. La barajul de steril de la Kiruna sunt nouă tuburi piezometrice, cincizeci şi trei la Svappavaara şi patru pentru barajele de steril de la Malmberget. Măsurătorile sunt făcute manual şi lunar atâta timp cât rezultatele lor indică valori stabile, în caz contrar ele fiind făcute mai des. Datele despre vreme sunt primite de la o staţie meteorologică localizată lângă cel mai apropiat aeroport. Manualele OIM descriu parametri critici pentru funcţionare, inspecţie şi întreţinere. Acestea includ excepţiile în cazul manualelor despre baraje, decantorilor şi dispozitivelor de golire/evacuare, sistemelor de descărcare a sterilului, canalelor de deviere a apelor pluviale, etc. Manualele sugerează întreprinderea unor inspecţii regulate de către personal de operare special pregătit, cu o regularitate de trei ori pe săptămână. Aceste inspecţii vizează acele locuri unde trebuie verificate schimbările care pot apărea, ca spre exemplu erodarea taluzelor, infiltraţiile, transportul materialului de către apa de infiltraţie, ceea ce indică erodarea internă. Toate observaţiile rezultate în urma acestor inspecţii sunt înregistrate într-un jurnal de teren. Manualele solicită ca întâlnirile personalului OIM să aibă loc cel puţin o dată pe săptămână, în cazul în care informaţiile colectate în timpul săptămânii sunt prezentate şi discutate şi dacă este necesar este luată o decizie cu privire îmbunătăţirea condiţiilor de siguranţă a barajului. Inspecţia lunară este realizată pentru a evalua nivelul de siguranţă a barajelor şi pentru a identifica orice posibile îmbunătăţiri necesare pentru a întreţine un nivel de siguranţă ridicat. Aceste inspecţii trebuie să fie realizate de persoane responsabile pentru barajul de steril şi personalul de operare a

Chapter 3

188 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

barajului. În plus faţă de inspecţiile vizuale, mai sunt, de asemenea, măsurate valorile de la tuburile piezometrice/ de refulare, ale apei de infiltraţie şi a nivelului apei din iaz. Un expert întreprinde o inspecţie anuală (audit). În cadrul acestei inspecţii sunt revizuite toate notele de teren şi rapoartele inspecţiilor lunare şi se realizează o inspecţie vizuală. Raportul rezultat în urma inspecţiei rezumă toate măsurătorile colectate de-a lungul întregului an, evaluează rezultatele şi sugerează posibile îmbunătăţiri sau ajustări ale barajelor şi ale inspecţiilor zilnice şi lunare. Inspecţiile anuale mai revizuiesc şi evaluează calculele care stau la baza proiectării barajului incluzând şi datele cu privire la operare şi întreţinere. Planuri de Intervenţie în caz de Urgenţă, PIU, au fost realizate pentru cele patru nivele ale condiţiilor de funcţionare prezentate mai sus. Aceste nivele necesită răspunsuri diferite, care sunt rezumate mai jos. Funcţionare Normală: Este urmată rutina pentru funcţionarea normală din manualul OIM. Funcţionare Compactă/Strânsă: Când condiţiile indică o creştere a riscului producerii unui posibil incident al barajului, cum ar fi creşterea infiltraţiilor, un nivel neobişnuit al nivelului apei din iaz etc., amenajarea va necesita inspecţii mai frecvente (la fiecare două zile sau chiar zilnice) pentru a evalua dacă condiţiile se îmbunătăţesc sau se înrăutăţesc. Persoana responsabilă cu securitatea barajului notează toate observaţiile în jurnalul de teren. Funcţionare perturbată: Dacă există schimbări majore în structura barajului, mult mai severe decât cele descrise mai sus, cum ar fi condiţii climaterice/atmosferice extreme, eroziune severă/avansată, eroziune internă sau eroziune de-a lungul canalului de decantare, spargeri/ruperi majore, doline sau tasări, funcţionarea este clasificată ca fiind „funcţionare perturbată“. În acest stadiu sunt necesare măsuri de prevenire. Manualele OIM descriu scenarii posibile şi sugerează măsuri pentru aceste scenarii şi recomandă să fie consultat un expert dacă este necesar. Toate observaţiile şi măsurile trebuie să fie descrise în detaliu în jurnalul de teren de către o personă responsabilă pentru siguranţa barajului. Incident: Dacă are loc un incident este necesară o oprire temporară în funcţionarea exploatării miniere. În acest caz a fost stabilit un plan de acţiune, pentru a ajuta în procesul de luare a deciziilor, şi o listă de numere de telefon interne şi externe. Un incident trebuie să fie urmat de un raport care să includă motivele producerii incidentului şi cae acţiuni au fost întreprinse pentru a atenua incidentul. Pentru o funcţionare sigură a iazului de decantare construit deasupra haldei de steril la Erzberg, sunt furnizate o serie de măsuri de monitorizare şi supervizare, punându-se accent pe parametri cruciali. Parametri observaţi în mod regulat cuprind:

• nivelul suprafeţei apei în interiorul barajelor (măsurători piezometrice) • nivelul apei din iazuri • măsurători de subsidenţă (inspecţii). Sunt furnizate şi acoperite, de asemenea, şi instrucţiuni de funcţionare:

• Observaţii vizuale • Controlul drenajului şi documentaţia despre rupturile drenajelor şi lucrări de întreţinere • Monitorizarea apei • Monitorizarea stabilităţii barajului prin inspecţii în puncte fixe • Monitorizarea nivelului apei din interiorul barajului. Calitatea apei este analizată regulat în puncte de prelevare definite de autorităţi. De asemenea, dacă se consideră necesar se mai realizeză o analiză internă a calităţii apei. Cu toate acestea, datorită faptului că sterilul evacuat/descărcat este clasificat ca fiind sigur, din punct de vedere al aspectelor sale de mediu gheochimic, monitorizarea mediului va avea mai degrabă un caracter preventiv şi de documentare. [49, Grupa fierului, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 189

2.5.2.3.5 Închidere şi întreţinere ulterioară închiderii Pentru trei iazuri de decantare de dimensiuni mari de la Kiruna şi Malmberget, planurile de închidere formală nu au fost trimise spre aprobare de către autorităţile de reglementare. Un plan de închidere va fi realizat în cooperare cu agenţiile de reglementare locale şi regionale. Acele părţi ale sistemului barajului de steril care ar putea fi scoase din funcţiune înainte de închiderea minei, vor fi acoperite şi replantate cu vegetaţie. Dacă are loc formarea unui iaz, poate fi efectuată pomparea apei şi corectarea pantei barajului. La Erzberg, unele iazuri mici de decantare au fost scoase din funcţiune. Deşi nu există nici un plan aprobat de închidere a iazurilor în funcţiune, totuşi, au fost realizate studii şi au fost dezvoltate diferite concepte de închidere. Metodologia utilizată până acum pentru închiderea iazurilor a fost asecarea şi acoperirea cu pământ, urmate de replantare cu vegetaţie. Replantarea cu vegetaţie direct în sterilul uscat/deshidratat a fost, de asemenea, realizată cu succes. Aceste măsuri au eliminat efectiv emisiile de praf din iazuri. Contaminarea apei nu reprezintă o problemă (lucru demonstrat de rezultatele a 30 de ani de monitorizare) atâta timp cât sterilul este stabil din punct de vedere chimic şi nu sunt utilizaţi reagenţi în procesarea minereului. Iazurile închise sunt supravegheate şi inspectate în mod continuu. În prezent se investighează o alternativă pentru utilizarea materilul steril. 2.5.2.4 Managementul sedimentelor de steril Două dintre exploatările miniere sunt mine subterane (i.e. Kiruna şi Malmberget). Ca rezultat, doar cantităţi mai mici de roca-steril reală, aşa cum este definit în acest document, sunt excavate pentru tunelele de acces. Totuşi, sterilul obţinut prin separare magnetică uscată este luat în discutarea sedimentelor de steril, atâta timp cât managementul acestui steril grosier este mai utilizat pentru deşeul-rocă decât pentru steril. La exploatările Kiruna şi Malmberget sterilul grosier este transportat pe un transportor de la staţia de procesare la buncar şi de acolo sunt transportate mai departe cu ajutorul basculantelor către aşa numitul amplasament pentru depozitarea sedimentelor de steril. Sterilul grosier este descărcat în bocşe de aproximativ 15 metri înălţime şi la un unghi al taluzului natural. În total aceste două situri gestionează în acest mod aproximativ 12 milioane tone/an de rocă steril. La Erzberg, aproximativ 1,9 milioane tone/an de rocă steril sunt gestionate, 0,7 milioane tone fiind steril grosier provenit din separarea în mediu dens şi 1,2 milioane tone reprezintă roca steril prezentă care provine direct din carieră. 2.5.2.4.1 Caracteristicile sedimentelor de steril În timp ce roca steril de la Malmberget (sterilul grosier) nu a fost caracterizată, roca steril de la Kiruna a fost testată pentru reacţia sa la leşiere/solubilizare şi Raportul Acid-Bază (ABA). În plus au fost caracterizate minereul şi roca de bază în timpul exploatării. Analiza detaliată a elementelor urmă şi cea mineralogică au fost descrise anterior la secţiunea privind sterilul (vezi mai sus). De asemenea, au fost făcute teste pentru a se evalua cantitatea de exploziv nedetonată rămasă în materialul de rocă steril. Investigaţiile privind reacţia la leşiere/solubilizare şi Raportul Acid-Bază (ABA) au indicat că fracţiunile fine de rocă steril (provenite din staţia de sortare) aveau cel mai mare conţinut de sulfuri (1,4 - 3 pondere. % S). Capacitatea de neutralizare din calcit este, totuşi, mai mare decât potenţialul de producere a acidului din sulfuri. Testele cu leşie realizate (i.e. testele de umiditate cu celule), indică faptul că acidul produs datorită oxidării minerale a sulfurii este neutralizat de către calcit. Investigarea a mai indicat că mineralele silicate prezente în materialul testat acţionează, de asemenea, ca neutralizatori. Testele cu leşie indică faptul că sulful, calciul şi magneziul sunt principalele componente care se solubilizează/lixifiază din roca steril.

Chapter 3

190 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Testele de solubilizare/leşiere a nitratului/amoniacului indică faptul că azotatul de amoniu, rămas după o explozie nedetonată, este solubilizat uşor şi este primul dezalcalizat (supus îndepărtării substanţelor alcaline) de către prima apă de ploaie infiltrată în roca steril. Geotehnic, roca steril este stabilă. Granulaţia materialului şi basculantele stabilizează materialul în timpul depozitării. Dezagregarea chimică este foarte înceată în climatul sub-alpin din nordul Suediei. Generarea de minerale argiloase este foarte înceată din pricina dezagregării/condiţiilor meteo. De aceea nu a fost luată în considerare nici o metodă alternativă de depozitare. [49, Grupa fierului, 2002] La situl Erzberg, roca steril nu a prezentat nici un semn de solubilizare şi a fost caracterizată din punct de vedere mineralogic astfel: • ancherit • calcar • şist ("Werfener Schiefer", "Zwischenschiefer"): cuarţ 46 %, dolomit 14 %, hematit 6 %, mica 4 %,

feldspat 0,18 %, firofilit 30 % • porfiroid (cantităţi mici): mica 8 %, cuarţ, 63 %, feldspat 5 %, clorit 25 % • fragmentare: 0 - 1500 milimetri. Ancheritul, calcarul şi porfiroidul sunt destul de rezistenţi la dezagregare. Pe de altă parte şistul prezintă un grad mai mare de dezagregare, în special datorită condiţiilor meteorologice ale sitului. [55, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.4.2 Metode de management aplicate La două dintre situri nu există nici un studiu de bază realizat anterior pentru dezvoltarea unor amenajări pentru managementul sedimentelor de steril. Cu toate acestea, la unul dintre situri, a fost realizat un proiect avansat pe baza investigaţiilor de teren. Amplasarea tuturor haldelor a fost aleasă astfel încât să fie cât mai aproape posibil, din punct de vedere practic şi tehnic, atât de mină cât şi de staţia de procesare. Pentru două dintre situri amenajările pentru managementul sedimentelor de steril sunt amplasate lângă staţia de procesare şi se extind către zona unde exploatarea carierei a încetat. De fapt, la unul dintre situri, sterilul grosier provenit din separarea magnetică uscată a fost depozitat, în zona unde exploatarea carierei a încetat, pentru o perioada scurtă de timp utilizându-se un sistem de transportoare cu curele. Însă această metodă nu se mai practicat din cauza problemelor cauzate de praf. La Kiruna şi Malmberget roca steril este depozitată pe un strat subţire de pământ sau direct pe patul de rocă. Patul de rocă constă din roci vulcanice primare, trahite, trahi-andezite, riolite şi riodacite. Aceste roci sunt foarte competente datorită riscului mic de prăbuşire într-o exploatare minieră în subteran. [49, Grupa fierului, 2002]. La Erzberg staţiul este restrâns/insuficient din cauza amplasamentului minei în zona montană. Halda de steril anterioară a funcţionat până dincolo de jumătatea secolului douăzeci. După închidere, iazurile de decantare au fost construite în această zonă de depozitare. Însă, deoarece capacitatea haldei de steril a fost epuizată, a fost necesar să fie găsit un nou amplasament pentru depozitarea sterilului. Pe baza investigaţiilor făcute de operator, în strânsă cooperare cu comunitatea locală, proprietarii şi autorităţile implicate, a fost identificată o nouă zonă pentru amplasarea haldei de steril. Această nouă haldă de steril este localizată într-o mică vale din apropierea exploatării miniere. Pârâurile din această vale au fost acoperite cu anrocamente după ce s-au luat toate măsurile pentru a se asigura o permeabilitate suficientă a apei. Solul şi materialul nefixat au fost îndepărtate până la roca competentă. Această formaţiune este permeabilă şi este aşezată deasupra unui strat impermeabil, care este format din şist şi porfire. În vale, roca de bază este formată din porfire, şisturi argiloase/ardezii şi carbonaţi. Suprafaţa totală a haldei de steril este de aproximativ 400 hectare. Până în 2002 aproximativ 550 milioane de tone de rocă steril au fost depozitate în această amenajare. Halda de steril s-a extins de la nivelul de 1230 metri de la piciorul aval al taluzului ultimului dig la nivelul de 821 metri. Halda de steril cuprinde câteva zone de depozitare şi are o extindere totală pe verticală de mai mult de 400 metri.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 191

Înălţimea maximă a unui singur taluz al haldei este de 70 m. Digul final, situat în partea cea mai joasă văii, are o înălţime de 147 metri. Distanţa de la frontul de lucru al exploatării miniere până la halda de steril variază între 500 metri şi 1500 metri în linie drepată. Distanţele de transport pentru basculante sunt mai mari de 3 kilometri. [55, Grupa fierului, 2002]. Proiectare şi construcţie Aşa cum a fost menţionat mai sus, este necesar ca halda de steril de la Erzberg să fie amplasată într-o vale din cauza topografiei zonei. O atenţei deosebită s-a acordat pentru planificarea şi funcţionarea amenajării pentru managementul sedimentelor de steril, datorită situaţiei specifice a acestei halde de steril în ceea ce priveşte:

• depozitarea într-o zonă de versant montan • depozitarea deasupra pârâurilor • distanţa faţă de zonele locuite/aşezările umane • condiţiile climaterice alpine. Astfel, planificarea proiectului ia în considerare trei factori cheie:

• condiţiile solului (geologice, hidro-geologice) • caracteristicile sedimentelor de steril • metoda de depozitare. Au fost discutate mai multe opţiuni pentru abordarea exploatărilor miniere, mecanicii solului, geologiei şi sistemelor hidraulice. Au fost evaluate următoarele probleme:

• evitarea eroziunii şi asigurarea stabilităţii taluzurilor haldei de steril • evitarea acumulării de apă în spatele şi în interiorul haldelor de steril • studiile despre viteza de curgere prin haldele de steril la un debit mare de apă • evaluarea calităţii apei după percolarea prin haldele de steril. Baza pentru proiectarea şi construcţia amenajărilor pentru managementul sedimentelor de steril a fost concepută de către un consultant extern. În conformitate cu conceptul elaborat, stratul de bază al haldei de steril (baza/fundul văii) este format din roci carbonatice de dimensiuni mari. Secţiunea transversală în acest strat a indicat că în cazul unei inundaţii (eveniment care se întamplă de 100 de ani) apa se poate infiltra prin halda de steril fără probleme şi fără să producă o creştere în presiunea de curgere. În plus, autorităţile responsabile au executat un program extensiv de testare. De-a lungul unei perioade de doi ani, au fost realizate teste de permeabilitate care arată că debitul maxim de apă poate fi gestionat dacă baza haldei de steril este construită aşa cum s-a propus. Pe baza opiniilor şi investigaţiilor experţilor, autorităţile miniere au aprobat în 1969 o amenajare pentru managementul sedimentelor de steril. Aprobarea cuprinde o serie de obligaţii stricte cu privire la proiectare şi funcţionare, incluzând:

• înainte de depozitare, terenul trebuie să fie curăţat de vegetaţie, copaci, rădăcini şi sol • halda de steril nu trebuie să depăşească un unghi general al taluzului de 31° după

terminare/extindere • secţiunea transversală în canalul de scurgere lateral trebuie să fie proiectată destul de mare pentru

a conduce apele care se scurg de pe taluze • stratul de bază al haldei de steril trebuie să fie făcut în totalitate din blocuri de roci carbonatice cu

dimensiuni cuprinse între 400 şi 1000 milimetri şi trebuie să fie de cel puţin 1,5 metri înălţime • în zona patului iniţial al pârâului, ar trebui utilizate blocuri cu mărimea de cel puţin 700 milimetri • în zonele desemnate pentru descărcare trebuie folosite doar roci carbonatice • în zona piciorului aval al taluzului haldei de steril trebuie realizat perpendicular pe vale un corp de

descărcare • trebuie să fie implementat un sistem de monitorizare adecvat pentru verificarea suprafeţei freatice

din bocşă • toate lucrările pentru construirea digului şi fazele de construcţie separate trebuie să fie bine

documentate.

Chapter 3

192 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Atât proiectarea cât şi construcţia au fost evaluate de către un expert extern pe baza documentaţiei existente pentru închiderea unui sit din 1996. Această evaluare arată că toate instrucţiunile autorităţilor au fost urmate şi că nu există nici o indicaţie cu privire la vreo instabilitate a taluzului haldei de steril. Aşa cum a fost descris mai sus, haldele de steril au fost astfel proiectate încât să permită cursului unui râu să curgă pe dedesubt. Spre deosebire de aceasta, principalul factor pentru proiectarea haldei de steril îl reprezintă distanţa de transport de la zona de exploatare. Aşa cum s-a descris mai sus, rocile-deşeu şi sterilul obţinut prin separare magnetică uscată sunt transportate cu camioane şi sunt depozitate într-o amenajare pentru rocile-deşeu. Depozitarea se bazează pe unghiul taluzului natural, fără schimbări ulterioare ale taluzurilor. Acesta este modul tradiţional de depozitare a sedimentelor de steril. Atâta timp cât se consideră că materialul are doar un impact minor asupra apei de suprafaţă şi a apei subterane sau asupra solului înconjurător, nu au fost întreprinse schimbări ale acestor practici. Utilizarea benzilor transportoare şi pomparea şlamului sunt evaluate tot mai frecvent să înlocuiască transportul cu camioane. Oricum, transportul cu camioane a fost considerat până acum cea mai eficientă şi economică cale pentru transportul sedimentelor de steril. [55, Grupa fierului, 2002] Exploatarea Depozitarea sedimentelor de steril este similară pentru toate siturile. Rocile-deşeu sunt transportate cu camioane de la frontul de lucru al exploatării miniere la trepte distincte ale carierei prin sistemul de rampe şi din zona haldei de steril la amplasamentele haldei. Materialul este basculat direct din camion peste taluzul haldei de steril sau în vârful haldei. La Erzberg, înălţimea haldei de steril variază între 40 şi 70 metri. Cu această metodă, panta taluzului haldei de steril va fi între 33° şi 38°. Unghiul general al taluzului este păstrat mai mic de 28° [55, Grupa fierului, 2002]. La siturile Kiruna şi Malmberget haldele de steril sunt construite în etaje de 15 metri înălţime. Metoda depozitării cu ajutorul camioanelor rezultă într-o sortare a agregatelor în care cele cu granulaţie mai mare se rostogolesc la baza taluzului, în timp ce cele cu granulaţie mai mică se aşează în partea de superioară a taluzului. Aceasta metodă a fost utilizată în proiectarea uneia dintre haldele de steril, descrise mai sus, pentru a permite cursului râului să curgă pe dedesubtul uneia dintre halde. În plus, este foarte probabil să existe o tasare în partea superioară a fiecărui nivel etajat datorită basculantelor care circulă pe ele. Mai târziu poate apărea, de asemenea, compactarea/tasarea naturală a părţilor mai adânci ale grămezilor de roci steril. Nici una dintre aceste diferite compactări/tasări nu influenţează considerabil curgerea apei. Mare parte din apa de ploaie este foarte probabil să curgă vertical prin halda de steril. Când apa de infiltraţie s-a strecurat prin haldele de steril, o parte din această apă se va infiltra în pânza freatică iar o altă parte se va scurge pe suprafaţa rocii de la bază şi va fi vizibilă sub formă de infiltraţie la piciorul aval al taluzului haldei de steril. Este o practică comună să se construiască canale la piciorul aval al taluzului amenajării pentru a controla apa de infiltraţie. La unul dintre situri infiltraţia se scurge direct în cursul de apă care curge pe sub halda de steril. [49, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.4.3 Siguranţa amenajărilor haldelor de steril şi prevenirea accidentelor La două dintre situri roca steril este considerată a fi stabilă chimic şi geochimic. Din acest motiv, nu se aplică sistemele de monitorizare a amenajărilor sedimentelor de steril. La situl unde cursul de apă curge pe sub roca steril este urmat un plan de monitorizare, incluzând monitorizarea geotehnică (supravegherea/inspecţia, măsurătorile piezometrice) şi monitorizarea respectării condiţiilor de protecţie a mediului. 2.5.2.4.4 Închiderea sitului şi întreţinerea ulterioară închiderii

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 193

Ca parte a procedurii de autorizare pentru amenjările haldelor de steril, o companie a realizat un plan de închidere. Aşa cum a fost descris anterior, haldele de steril sunt proiectate cu etaje de 15 metri înălţime. Roca steril din partea superioară a fiecărui etaj este mutată în interior creându-se astfel o terasă de 30 metri. Conceptul de reconstrucţie ecologică se concentrează pe lucrări de replantare a teraselor adăugând sol şi însămânţând în linie plante/vegetaţie locală. La marginea fiecărei terase va fi construită o bermă din roci de dimensiuni mici. Zona replantată va fi udată în primele etape ale procesului de reconstrucţie ecologică dar mai târziu nu va mai fi necesar să fie făcut acest lucru. Rocile deşeu din partea superioară vor aluneca din centru către marginea haldelor de steril. Sterilul grosier uscat separat magnetic va fi împrăştiat în partea superioară a fiecărui etaj la o grosime de 0,5 – 0,7 metri. Deasupra acestui material steril grosier este sugerat să se adauge un strat de pământ gros de 0,2 metri. Este sugerat, de asemenea, să se adauge la pământ şi îngrăşământ organic. La un alt sit măsurile de reconstrucţie ecologică, care trebuie luate după închidere, fac parte din avizul de mediu acordat de către autorităţi. Aceste măsuri sunt diferite pentru zone distincte şi cuprind refacerea peisajului şi plantarea de copaci. Cu toate acestea, datorită situaţiei locale caracterizată de • absenţa solului mineralogic • deficitul de nutrienţi (în special carbonaţi) • fragmentarea grosieră (din cauza tehnicii de minerit utilizată şi a rezistenţei la intemperii) • gradient de temperatură • unghiurile abrupte ale pantei. aceste măsuri sunt dificil de realizat. Din cauza acestor dificultăţi compania a iniţiat un proiect de cercetare în care au fost implicaţi specialişti (biologi, experţi în reconstrucţie ecologică, experţi în silvicultură, ingineri minieri) pentru a dezvolta tehnici de reconstrucţie ecologică îmbunătăţite şi adaptate sitului. Un alt scop important este de a obţine vegetaţie specifică sitului pentru a realiza o reconstrucţie ecologică durabilă. Pentru testarea tehnicilor de reconstrucţie ecologică de-a lungul unei perioade de trei ani au fost selectate cele mai potrivite metode. După şase ani de observare a progreselor înregistrate în dezvoltarea plantelor/vegetaţiei, este clar că este posibilă asigurarea durabilităţii măsurilor. Astfel, compania are acum cunoştinţele necesare pentru a aplica reconstrucţia ecologică în viitor cu mari şanse de succes şi manieră economică. Efectele observate şi documentate ale recultivării progresive a haldelor de steril sunt: • îmbunătăţiri ale balanţei consumului de apă (infiltrarea şi rata de drenaj la suprafaţă) • îmbunătăţiri ale impactului vizual • creşterea habitatelor pentru flora şi fauna • îmbunătăţiri ale bio-diversităţii din zonă. Metodele dezvoltate sunt planificate să fie utilizate pentru zonele aflate în prezent în exploatare. Supravegherea pe termen lung a amenajamentului pentru managementul sedimentelor de steril este cuprinsă într-o monitorizare frecventă a liniei infiltraţiei în cadrul ultimului dig. 2.5.2.5 Emisii prezente şi nivele de consum Toţi operatorii urmează programe de monitorizare stabilite şi agreate cu autorităţile competente. Operatorii siturilor Malmberget şi Kiruna au implementat un sistem de monitorizare a efectelor emisiilor asupra mediului. Programul conţine descrierile procedurilor de prelevare, analiză şi raportare pentru controlul de mediu. Există instrucţiuni şi proceduri în cadrul sistemului de operare al companiei care descrie în detaliu activitatea de prelevare.

Chapter 3

194 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Monitorizarea este realizată în conformitate cu următorul protocol minim: • controlul evacuării într-un punct de prelevare şi de cel puţin zece ori pe an. Analiza cuprinde pH,

azotat de carbon, fosfor, hidrocarbonaţi şi metale • controlul recipientului se realizează în două puncte de prelevare şi o locaţie de referinţă (pentru

nivelul/valoarea de fond) de şase ori pe an. Analiza parametrilor include pH, carbonat, şi fosfor • recipientul – şi investigaţiile mediului înconjurător recipientului sunt realizate la fiecare trei până

la cinci ani o dată. Investigaţiile constau în principal în evaluările sedimentologice şi biologice • evaluarea apelor din inundaţii revărsate din iazul de decantare se realizează în mod continuu. [49, Grupa fierului, 2002] 2.5.2.5.1 Managementul apei şi reactivi La Kiruna cantitatea totală de apă care intraă în staţia de procesare a minereului a fost de 61 Mm3 în 2001. Din aceasta 3 Mm3 a fost scurgere de suprafaţă recuperată, 9 Mm3 apă de mină şi restul, 49 Mm3, a fost apă reutilizată din iazul de decantare. Pentru 23 milioane de tone de minereu procesat anul acesta, procesul a utilizat 2,6 m3/tone de minereu, din care 80 % sunt recirculate din iaz [51, Grupa fierului, 2002]. În flotaţia de la Kiruna sunt consumate următoarele cantităţi de reactivi într-un an: • colector: acid gras, 290 tone • depresant: silicat de sodiu, 1500 tone conţin 94 tone de sodiu (Na) şi 194 tone de siliciu (Si) • condiţionant: hidroxid de sodiu, 60 tone conţin 35 tone de sodiu (Na). Acidul gras, provenind din procesul de flotaţie, care merge către steril corespunde la 250 t/an (86 % din consumul total), din care aproximativ 63 % reprezintă carbon metilic şi 27 % carbon carboxilic. Acizii graşi sunt ataşaţi fazelor minerale şi sunt transportaţi către iazurile de steril unde sedimentează şi se dezintegrează/descompun. Dezintegrarea/descompunerea aerobică completă poate fi descrisă de către formulele de mai jos: CH2- + 2 O2(g) + 2H+ = CO2(g) + 2 H2O COOH + ½ O2(g) + H+ = CO2(g) + H2O Nu există nici o colectare a apelor de infiltrare/infiltraţiei din amenajamentele haldelor de steril cu excepţia unui canal de drenaj în jurul unor părţi ale haldelor. În aceste două cazuri, infiltraţia se scurge în mod natural într-un iaz de decantare. La exploatarea Erzberg staţia de procesare a minereului utilizează 90 % apă re-circulată din sortatoarele-melcate. Apa drenată din iazurile de steril se scurge prin halda de steril şi se drenează într-un curs de apă, care curge sub haldele de steril. În proces nu se foloseşte nici o substanţă chimică. Sterilul este inert şi nu prezintă un grad notabil de solubilizare/leşiere şi alterare/dezagregare. Nici una dintre aceste exploatări nu are completată o balanţă a apei. La Kiruna, totuşi, ca parte a investigării apei subterane pentru estimarea surselor de contaminare a lacului, a fost calculat că drenajul din halda de steril în acest lac este de aproximativ 1,13 Mm3/an. 2.5.2.5.2 Emisiile în aer Cele mai severe probleme cauzate de praful provenit din haldele de steril apar în zilele secetoase din activităţile de sfărâmare/concasare, transport şi depozitare a sedimentelor de steril. Drumurile pe care sunt transportate rocile-deşeu sunt atunci udate pentru a reduce apariţia acestei probleme. De asemenea, în zilele cu vânt şi secetă este oprită activitatea de depozitare pentru a evita acoperirea cu praf a zonelor populate. La unul dintre situri, asanarea/îmbunătăţirea progresivă minimizează suprafaţa deschisă a haldei de steril ceea ce a condus astfel la reducerea emisiilor de praf.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 195

Iazurile în exploatare de la Erzberg sunt păstrate acoperite cu apă sau saturate cu apă. Aceatsa este posibil datorită condiţiilor meteorologice specifice zonei alpine caracterizate de: • o rată ridicată a precipitaţiilor de aproximativ 1200 mm/an • perioada de vară scurtă • protecţia asigurată de munţii din apropiere împotriva vântului. La Kiruna şi Malmberget prelevarea de particule în suspensie este realizată în mod continuu în câteva locaţii din jurul celor trei exploatări miniere şi în zonele rezidenţiale. În timpul iernii, este colectată zăpadă din punctele de prelevare şi este analizată pentru determinarea tipului de particule prezente în ea. În ultimii ani, testarea imisiilor din aer în cele trei situri indică faptul că particulele solide măsurate până acum au fost de mai puţin de 220 g/(100 m2 x 30 zile) pentru Kiruna, 18 - 220 pentru Malmberget, şi mai mici de 200 pentru zona rezidenţială de la Svappavarra. Particulele solide prinse/conţinute în aceste teste provin în principal din alte părţi ale amenajării miniere decât din digul de steril. Probele de zăpadă sunt colectate în timpul iernii în căteva puncte de colectare. Aceste probe sunt analizate din punct de vedere al distribuţiei particulelor în suspensie şi sunt raportate anual. 2.5.2.5.3 Emisiile în apă La Erzberg se monitorizează evacuările de apă. Nu au fost detectate efecte negative asupra calităţii apei din aval şi nu a fost depăşită nici o valoare de prag. Pentru alte situri valoarea emisiei în apă este variabilă pentru fiecare sit mare în parte. Următoarea secţiune prezintă o descriere pentru fiecare dintre situri. Probele din apa subterană au fost prelevate pentru a se evalua transportul de nitraţi din amenajările de steril grosier. La Kiruna aproximativ 9 Mm3 este descărcat anual din iazul de limpezire în sistemul apelor de suprafaţă. Media anuală a ratei evacuării este de aproximativ 16,8 m3/minut. Rata evacuării de-a lungul anului este foarte variabilă şi urmează ciclul natural de drenaj, totuşi uneori cu unele întârzieri. Cantitatea totală de nitraţi şi fosfaţi evacuaţi în 2001 a fost de 116 tone şi respectiv 251 kilograme, care se păstrează în limitele de evacuare de-a lungul ultimilor zece ani. Concentraţiile evacuării pentru nitraţi sunt de aproximativ 13 mg/l, iar pentru fosfat, concentraţiile evacuării sunt de aproximativ 0,03 mg/l (concentraţiile medii pentru acel an). Nitratul provine din explozivii nedetonaţi iar fosfatul provine din minereu. Următorul tabel prezintă o analiză completă a evacuării din acest sit.

Parametru Concentrţie Unităţi Al 10.7 µg/l Alifatici <0.1 mg/l Aromatici <0.2 mg/l As 0.59 µg/l Ba 31.35 µg/l Ca 160.7 mg/l Cd 0.009 µg/l Cl 123.8 mg/l Co 0.18 µg/l Cr 0.049 µg/l Cu 1.79 µg/l F 1.71 mg/l Fe 0.049 mg/l HCO3 1.10 mmol Hg <0.002 µg/l K 35.1 mg/l Conductivitate 139.7 mS/m Mg 20.05 mg/l

Chapter 3

196 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Mn 32.36 µg/l Mo 53.94 mg/l Na 80.37 mg/l Ni 0.92 µg/l NO3-N 11.33 mg/l P 25.54 µg/l Pb 0.0429 µg/l pH 8.03 S 141.1 mg/l Si 3.684 mg/l SO4 431.2 mg/l Sr 551.1 µg/l Susp. Solide 3.14 mg/l Total-N 12.77 mg/l Total-P 0.0274 mg/l Turbiditate 1.871 FNU Zn 0.924 µg/l

Tabelul.29: Concentraţiile medii ale evacuării unei amenajări de steril de minereu de fier în apele de suprafaţă, în anul 2001 La amenajările de la Svappavarra apa tehnologică este evacuată normal sau doar dirijată marginal în sistemul de ape recipient/colector/emisar, cu excepţia scurgerilor prin diguri. Pentru anul 2000, aproximativ 130000 m3 apă au fost raportaţi că au fost evacuaţi în perioada 23 Mai – 14 Iunie, din cauza unui nivel neobişnuit de ridicat al apei din iazul de limpezire a apei. Din patru puncte de prelevare frecvent sunt ridicate probe pentru determinarea calităţii apei în legătură cu amenajarea sterilului. Calitatea apei din iazurile de decantare a sterilului se conformează standardelor suedeze şi europene de calitate ale apei. Apa din iazurile de decantare a sterilului este descărcată în iazurile de limpezire a apei. Excesul de apă din iazul de limpezire a apei este utilizat fie ca apă tehnologică, fie pentru transportul sterilului la barajul de steril. Excesul de apă din acest ciclu este evacuat în sistemul râului în acord cu avizele/permisele de evacuare. În 2000, aproximativ 80 % din excesul de apă intrat în iazul de limpezire a apei a fost reutilizat în staţia de procesare, în timp ce 20% a fost descărcată. Cantitatea evacuată este de 16,7 m3/min (media anuală). Calitatea apei evacuate în sistemele de râuri este clasificată potrivit Agenţiei de Protecţie a Mediului din Suedia ca ape cu concentraţie scăzută pentru toate cele trei amenajări de la Malmberget şi Kiruna. Aproximativ 6168 m3 de apă a fost evacuată de la amenajarea Malmberget în râu. Apa evacuată şi apa receptoare/emisar au fost monitorizate iar masa totală a componentelor descărcate este estimată pe o bază anuală. Apa tratată/procesată reprezintă aproximativ 2 % din totalul evacuărilor în râu. La unul dintre situri a fost realizată o investigare amănunţită a pânzei freatice pentru a se evalua transportul contaminant din amenajarea haldei de steril în lacul din apropiere. Au fost instalate patru puţuri la o adâncime de 2,5 - 3 metri şi s-au prelevat probe de câteva ori în timpul verii. Studiul indică faptul că există doar cantităţi mici de componente transportate din amenajarea haldei de steril în pânza freatică datorită capacităţii de izolare/neutralizare a acizilor a sedimentelor de steril şi a capacităţii de sorpţie a acviferului. Erzberg are evacuare directă a drenajului din haldele de steril. După 30 ani de monitorizare a apei de suprafaţă, nu au fost identificate efecte adverse asupra calităţii apei de suprafaţă. 2.5.2.5.4 Contaminarea solului La siturile Kiruna şi Malmberget sunt prelevate probe de sol în mod regulat (aproximativ la fiecare cinci ani). Această activitate este destinată pentru monitorizarea oricărei contaminări care provine din depunerile atmosferice. Investigaţia include analiza/evaluarea mlaştinilor de lângă (la o distanţă variabilă şi în direcţii diferite) amenajările miniere. Investigaţiile se concentrează pe concentraţiile de

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 197

metale. Rezultatele acestei investigaţii sunt comparate cu cele ale investigaţiilor regionale realizate de către autorităţile competente. A fost făcut un calcul al balanţei apei pentru sistemul de baraje de steril, incluzând: • precipitarea directă • scurgerile de suprafaţă/debitul scurgerii • evacuarea apei tehnologice (process water discharge) • repomparea apei tehnologice • evaporarea • descărcarea în sistemul râului • reîncărcarea apei subterane şi infiltrarea prin diguri. Pe baza acestei balanţe, debitul de apă estimat că se scurge din sistemul iazului/bazinului de steril în pânza freatică este de 2 m3/minut. Cu toate acestea, există o mare incertitudine cu privire la această cifră deoarece câţiva parametri nu pot fi măsuraţi dar pot fi estimaţi. Până în prezent nu au fost realizate studii asupra pânzei freatice pentru a se evalua efectul reîncărcării apei subterane din TMF. Cu toate acestea, calitatea apei din iazul de steril/limpezire a apei este monitorizată regulat, şi se consideră că are concentraţii scăzute. Este puţin probail să apară contaminarea pânzei freatice prin scurgeri din sistemul barajului de steril. Nu a fost întreprinsă nici o investigaţie pentru evaluarea directă a posibilităţii de contaminare a solului din amenajările haldei de steril. Scurgerile provenite din aceste halde sunt minore, cu excepţia nitratului şi a unor catităţi mici de sulfat. Se consideră că nu este necesar să fie investigată contaminarea solului din amenajarea haldei de steril, fiind suficientă o reînnoire a monitorizării particulelor în suspensie şi investigării vegetaţiei la fiecare cinci ani. 2.5.2.5.5 Consumul de energie Un sit a raportat un consum unitar de combustibil pentru transportul sedimentelor de steril de 0,18 litri/tonă (media la nivelul anului 2001). 2.5.3 Manganul În această secţiune sunt furnizate doar câteva informaţii despre mina Úrkút din Ungaria. 2.5.3.1 Mineralogie şi tehnici de minerit Piroluzita (MnO2) este mineralul de mangan cel mai comun şi este un minereu important. Termenul minier „vată“ ("wad") este utilizat pentru a indica minereurile care sunt o mixtură de câţiva oxizi de mangan, cum ar fi piroluzita, psilomelanul şi altele care sunt dificil de recunoscut. Piroluzita este un produs de oxidare a mineralelor de mangan supuse alterării de intemperii şi de asemenea, se mai formează din depozite de mlaştină şi bălţi stagnante de apă dulce şi marină de mică adâncime. Mineralele cum ar fi rodocrozitul, rodonitul şi hausmanitul sunt adesea înlocuite de piroluzită. [37, Galeria mineralelor, 2002]. 2.5.3.2 Managementul sterilului Deşi sunt mai multe locuri în Ungaria unde apare manganul, în prezent există o singură mină în exploatare. Aceasta este în Úrkút, unde mineritul a început în 1917. Exploatarea minieră la suprafaţă este în funcţiune din 1930, dar numai din 1935 s-a început şi exploatarea minereului din subteran.

Chapter 3

198 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Metoda de minerit este de exploatare în abataj cu camere si pilieri pentru susţinere combinată cu metoda de lucru prin subetaje/cu surpare. Încă din 1970 minereul de oxid de mangan a fost tratat într-o staţie de procesare a minereului. Noroiul/nămolul bogat în mangan (12 % Mangan şi 17 % Fier) a fost mult timp descărcat lângă mină (2,5 milioane tone). În prezent, minereul este doar sfărâmat în fracţiuni mai mici de 10 milimetri, şi este vândut direct la un singur utilizator-final, Oţelăria Dunaferr din Dunaújváros. Aici nu se generează steril. Cantităţile mici de rocă steril produse sunt utilizate pentru a umple cariera dezafectată) din apropiere. 2.5.4 Metale preţioase (aurul şi argintul) Următoarea listă prezintă exploatările miniere de aur prezente din Europa.

Sit Ţară Baia Mare România Bergama-Ovacik Turcia Boliden, Bjoerkdal Suedia Orivesi Finlanda Río Narcea, Filón Sur Spania Salsigne Franţa Sardinia Italia

Tabelul.30: Lista producătorilor europeni de aur cunoscuţi/raportaţi până în prezent Din siturile enumerate în tabelul de mai sus, Orivesi, Río Narcea, Boliden şi Bergama-Ovacik au furnizat informaţii pentru această secţiune. 2.5.4.1 Mineralogia şi tehnici de exploatare minieră Aurul şi argintul sunt foarte diferite prin felul în care apar în zăcăminte. Argintul este exploatat în întregime ca produs secundar al mineralizaţiilor aurului şi metalelor de bază şi de aceea nu este menţionat în mod specific în această secţiune. Aurul apare fie ca aur nativ, sau ca aur în combinaţie cu sulf. În siturile de metale preţioase sunt reprezentate diferite caracteristici mineralogice şi geologice: • minereuri complexe de sulf, unde Cu, Zn şi Pb sunt complementare sau chiar principalele minerale

valoroase (Boliden) • mineralizarea sulfului cuprinzând pirita, arsenopirita, galena şi blenda în care aurul conţinut este

submicroscopic (<1 µm), în final diseminat în reţelele cristaline ale piritei şi arsenopiritei (aur refractar) (Olympias Gold)

• filoane reduse de cuarţ şi brecie epitermal sulfidate în rocă gazdă andestică (Mina de Aur Ovacik) • roci vulcanice foarte alterate: roci bogate în cuarţ, sericit şi andaluzit sau şisturi (Orivesi) • aurul nativ cu sulfide de cupru în skarn and brecha jasperizadas (Río Narcea) • afloritment intens degradat prin oxidare (Filón Sur). Diferitele mineralogii necesită tehnici diferite de exploatare minieră şi de procesare a minereului pentru a obţine o recuperare optimă a aurului. Se utilizează exploatări miniere de suprafaţă şi de subteran (cu şi fără umplerea ulterioară a minei). În două dintre cazuri, se intenţionează ca în timp carierele să devină exploatări de subteran. Există mai multe exemple de exploatări unde aurul este extras din sterilul rezultat de la staţii de procesarea minereului de metal de bază (ex. Boliden) sau din halde vechi de rocă deşeu (ex. Filón Sur) şi iazuri de decantare a sterilului (ex. Baia Mare).

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 199

2.5.4.2 Procesarea minereului Se utilizează diferite tehnici de procesare a minereului, întrucât nu orice tehnică se potriveşte oricărei mineneralogii. În funcţie de felul cum se regăseşte aurul în minereu, sunt necesare metode diferite pentru separarea, sa astfel încât acesta să poată fi extras. În multe cazuri, aurul poate fi recuperat în concentratul de cupru şi separat de cupru într-un proces ulterior de topire. Aurul necombinat poate fi concentrat gravimetric şi recuperat. Aurul refractar poate necesita un proces de oxidare, cum ar fi bio-oxidarea, pentru a-l separa şi a-l face accesibil pentru leşierea cu CN. 2.5.4.2.1 Pulverizarea Elementul comun tuturor operaţiilor este faptul că minereul trebuie spart şi măcinat înaite ca aurul să poată fi eliberat. În unele cazuri acest lucru se face în procesul anterior de recuperare a metalelor de bază. Leşirea în bazin necesită o dimensiune mai fină a granulelor pentru a permite un timp relativ scurt de staţionare în bazinele de leşiere. Leşierea în bocşă permite o dimensiune mai grosieră a granulelor, deoarece timpul de leşiere este mai mare. La leşierea în bocşă este de dorit o dimensiune relativ mai grosieră a granuelor (chiar conglomerare) pentru a permite intrarea oxigenului şi pentru a asigura o permeabilitate suficient de mare a materialului depozitat în bocşă. Tipul de echipament utilizat în pulverizare este constituite din diferite tipuri de concasoare şi diferite tipuri de mori, cum ar fi morile semi-autogene, morile cu bile, morile autogene etc. Mina Orivesi utilizează următoarul echipament în procesul de pulverizare: • Sfărâmare în trei etape în concasor cu fălci, concasor girator şi concasor conic • Măcinare în două etape în moară cu bare/concasori cu cilindri (3.2 X 4.5) şi o moară cu bile (3.2 X

4.5) • Clasificare cu hidro-cicloni. [59, Himmi, 2002] Circuitul de puliverizare de la Boliden este descris în Secţiunea…. Ambele circuite de măcinare sunt dotate cu conuri Reichert, spirale şi o masă oscilantă pentru separarea gravitaţională a aurului. Pentru operaţiile de leşiere în bazin este comună condiţia ca dimensiunea granulelor să ajungă la 50 - 80 % <45 µm sau, în anumite cazuri, dacă aurul este extrem de fin diseminat, chiar la sub 40 µm pentru a obţine o eliberare optimă. [50, Au group, 2002] 2.5.4.2.2 Separarea Metodele de procesare a minereului utilizate sunt, în general, următoarele: • Flotaţia - în care aurul se asociază în principal cu concentratul de cupru (aur recuperat din

concentrat în procesul de topire) • Separarea grea-medie pentru bulgări prin utilizarea unor separatori cu tambur şi ciururi de

eliminare a apei/de deşlamare • Separatori conici şi separatori magnetici de mare intensitate pentru materialul fin • Conuri Reichert, spirale şi mese oscilatorii pentru separarea gravitaţională a aurului. În figura schematică de mai jos este dat un exemplu de staţie de procesare a minereului. Această staţie, cu o cantitate relativ scăzută de material trecut prin instalaţie de 35 t/h, produce un concentrat ce conţine 125 g Aur/tonă. Leşierea unei părţi din concentratul de aur este realizată pentru a reduce conţinutul de impurităţi de telur (Te) şi bismut (Bi). Această etapă este menită să dizolve şi să elimine telurul şi bismutul din concentrat. Sterilul rezultat din acest proces este condus într-un jgheab separat din vechiul TMF (utilizat în timpul fazei de exploatare minieră a nichelului). Deoarece apa de la procesul de leşiere este acidă, se adaugă oxid de calciu pentru neutralizare. Bismutul este precipitat în aceste condiţii, în timp ce, cea mai mare parte din telur rămâne în soluţie. Procesul de leşiere a fost

Chapter 3

200 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

utilizat doar atunci când era necesar, în funcţie de caracteristicile minereului. Jgheabul nu este prevăzut cu nici o gură de ieşire şi astfel apa se evaporă şi se infiltrează în sterilul vechi. În urma analizei apei de infiltraţie în afara zonei TMF, nu s-a identificat nici o concentraţie semnificativă de telur. În prezent, procesul de leşiere nu este folosit, deoarece calitatea minereului s-a modificat şi Bismutul şi Telurul nu mai ridică probleme.

CrushingRod mill

Ball mill

Flotation Tailingsdisposal

Leaching

Filtration

Auconcentr

Figura.19: Schema tehnologică a unui exemplu de circuit de procesae a minereului de aur [59, Himmi, 2002] Leşierea aurului se realizează după cum urmează: • Leşierea cu CN în bazine utilizând metoda Carbon în Şlam Carbon-In-Pulp (CIP) (ex. Mina

Ovacik Gold) • Leşiere CN în bazine utilizând metoda Carbon in Leşie Carbon-In-Leach (CIL) (ex. Boliden şi Río

Narcea) • Bio-oxidare şi oxidare sub presiune urmată de leşiere CN utilzând metoda CIL (toate procesele în

container/bazin închis) (ex. Olympias Gold Project) • Leşierea în bocşă utilizând soluţia de CN, urmată de procesul Merrill-Crowe prin care aurul este

precipitat folosind pulbere de zinc (ex. Filón Sur). Toate procesele de leşiere menţionate mai sus necesită procesare în continuare pentru a obţine un produs vandabil, ex, trecerea aurului şi argintului de la carbon activat la doré ce conţine aur şi argint. O staţie completă de leşiere a aurului în bazine constă din următoarele etape principale: • Leşiere cu cianură (proces CIL sau CIP) • Rafinarea aurului (eluaţie, extracţie electrolitică, topire şi producţia de doré) • Distrugerea cianurii (ex. oxidare) • Prepararea reactivilor (oxidat de calciu şi cianură de sodiu). O staţie completă este ilustrată schematic în figura de mai jos. Această staţie (Boliden), a fost contractată în 2001 şi recuperează aur şi argint din sterilul rezultat de la o staţia de procesare a minereului de metal de bază. Sistemul este conceput pentru o cantitate de 800000 t/an de material cu un randament de producţie de aur de 850 kg/an. Recuperarea aurului se face în procent de aproximativ 80 %. Rata de recuperare a aurului a crescut cu 50 % după instalarea procedeului de leşiere a aurului.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_Final_Draft Version March 2004 201

Flotationtailings

Loaded carbon

Carbonstripping

Eluate

Carbon

Carbonregeneration

Electro-winning

Calcination

Goldplatedcathodes

Furnace

Flux

Dorégold

Leach tank

CIL tanks

Flotation tailings from other process section Air

SO2 Fine carbon

Cyanidedestruction

To the tailings pond

Gold leaching

Cyanide

Lime

Figure 3.20: Schiţa procesului CIL [50, Au group, 2002]

Chapter 3

202 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

La toate siturile unde se practică leşierea în bazin, şlamul de steril este supus detoxificării înainte să fie descărcat în iazul de decantare. 2.5.4.3 Managementul sterilului 2.5.4.3.1 Caracteristici ale sterilului Sterilul netratat din procesarea minereului de aur prin utilizarea cianurii conţine diferite componente, depinzând de ce proces este utilizat, tipul minereului, doza de cianură gradul de aerare, etc. Compoziţia sterilului se va modifica, de asemenea, dacă se modifică minereul [24, Ghidul British Columbia CN, 1992]. În timpul unui proces de leşiere CIP/CIL o mică parte se volatilizează în atmosfera din staţia de procesare a minereului. O altă parte va reacţiona cu oricare alţi consumatori de cianură care poate fi prezent în minereu şi va produce compuşi cum ar fi ferocianură, tiocianat, cianat şi cuprocianură. În timpul procesului de leşiere, aurul este îndepărtat din soluţie prin absorbţia pe carbon, şi unele cianide pot fi îndepărtate împreună cu el. Cianura care nu a reacţionat, împreună cu produsele ce conţin alţi consumatori de cianură, sunt descărcate împreună cu sterilul. Sterilul poate fi tratat pentru îndepărtarea cianurii (acest lucru se practică la cele mai multe mine din Europa) sau lăsat pentru a fi îndepărtat prin degradarea în iazul de decantare a sterilului (standarde internaţionale). Orice cianură care intră în circuitul de stripare a carbonului ar trebui să fie trimis înapoi în circuitul de leşiere sau distrus în timpul reactivării carbonului în cuptoare de carbon. [24, Ghidul British Columbia CN, 1992]. Cursul de apă din sterilul netratat provenit dintr-un proces CIP/CIL conţine un şlam de steril cu nivele ridicate de cianură, compuşi metalici, disten şi tiocianat. Mai poate conţine, de asemnea, arsenic şi antimoniu (stibiu), depinzînd de minereu şi de procesarea lui. Este o practică comună de a păstra un control regulat al altor caracetristici ale materialului (parametri determinaţi variază întrucâtva de la sit la sit), cum ar fi: • Distribuţia granulometrică • Raportul solid - lichid • Caracteristici-ARD • mineralogie • conţinutul elementului urmă. Parametri mai sus menţionaţi sunt utilizaţi pentru a determina caracteristicile la leşiere ale materialului care are o influenţă importantă în managementul operaţional şi metoda scoatere din exploatare, potrivite pentru steril. Din acest motiv toate siturile care utilizează leşierea în bazin au evaluat atent caracteristicile generării de ARD pentru sterilul pe îl produc. Staţia de procesare a minereului de la Boliden, cu 18 % sulf şi un conţinut scăzut de carbonat, trebuie să facă faţă unui steril potenţial generator de ARD. [50, Grupa Aur, 2002]. La Bergama-Ovacik o caracterizare detaliată a unor probe a arătat că sterilul şi rocile-deşeu nu vor produce ARD. Aşa cum este prezentat în figura de mai jos.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 203

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35

Acid forming potential (AP, equivalent of t CaCO3)

35N

eutr

alis

atio

npo

tent

ial (

NP,

equ

ival

ent o

f t C

aCO

3)

Acid formingpotential

Intermediatezone

Non-acid formingpotential

NP/AP=1:3

NP/AP=1:1

Figura.21: Graficul formării potenţiale de acid vs. neutralizarea potenţială pe baza probelor din mina de la Ovacik [56, Grupa Aurului, 2002] Următorul tabel prezintă rezultatele medii a 99 probe.

pH AP* NP* NNP* NP/AP* S2- % Media celor 99 probe 7.52 0.47 5.5 5.18 4.67 0.02 *:Tone CaCO3 echivalent per 1000 tone PA: Potential Acid PN: Potential de Neutralizare PNN: Potential Neutralizare Net

Tabelul.31: Producţia potenţială de acid la mina Ovacık Gold Zona minieră Boliden se caracterizează prin mineralizări complexe ale sulfului. Exploatarea minieră a început în zonă în anul 1925 şi până în prezent aproximativ 30 mine au funcţionat în aceast areal. În consecinţă, sterilul din iaz au variat din punct de vedere al caracteristicilor chimice şi a proprietăţilor fizico-chimice. Caracteristicile sterilului produs astăzi sunt rezumate în tabelul de mai jos. Fracţiunile fine rămase după ciclonare/desprăfuire sunt descărcate în iazul de decantare în timp ce fracţiunile grosiere extrase după hidrociclonare (hydrocyclones) sunt utilizate ca umplutură în minele subterane.

Dimensiuni Steril Total Surplus din hidrociclon în iaz µm Cumulativ % depăşind: Cumulativ % depăşind: 350 100 100 250 99.9 100 180 99.7 100 125 97.8 100 88 93.5 95.6 63 85.9 87.8 45 76.6 78.3 20 53.2 54.4 -20 0 0

Tabelul.32: Dimensiunea particulelor a sterilului la mina Boliden [50, Grupa Aur, 2002]

Chapter 3

204 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sterilul are următoarea compoziţie înainte de ciclonare şi leşierea CN: • Au: 0.85 g/t • Ag: 24.9 g/t • Cu: 0.10 % • Zn: 0.40 % • Pb: 0.13 % • S: 17.8 % Mai mult de 50 % din conţinutul sterilului este reprezentat de particule mai mici de 0,002 milimetri. Şlamul de steril pompat în iazul de decantare conţine solide în proporţie de 20 - 25 %. Densitatea, aşa cum este plasată în iaz, sterilului este de 1,45 t/m3. [50, Grupa Aurului, 2002] 2.5.4.3.2 Metode de management aplicate In cadrul operatiilor de lesiere a bocsei de la Filon Sur, sterilul (bocsa de material lesiat) este depozitat in-situ (pe locul de folosinta) si indepartat. Bocsele sunt construite pe o platforma captusita cu un strat de membrana sintetica. Levigatul sau „solutia pregnanta“ este colectata intr-un mic iaz inainte de a fi pompata in statia pentru precipitarea aurului si argintului. Lesia este pompata apoi intr-un iaz de umidificare, inainte de a fi refolosita in procesul de lesiere. Deoarece, in acest moment, sunt disponibile prea putine informatii pentru a permite o evaluare a modului in care se fac managementul si decontaminarea sterilului si a sedimentelor de steril, acest aspect nu va mai fi descris in acest document. Nu s-a raportat nici o caracterizare a materialului. [57, IGME, 2002]. Toate celelalte situri, care folosesc metodele CIL sau CIP pentru a lesia aurul in bazine, produc steril sub forma de slam care, dupa aplicarea procedurilor de neutralizare a cianurii, sunt pompate prin conducte in iazurile de decantare a sterilului. Cel mai uzual proces de distrugere a cianurii este procesul SO2/aer. In general, acest tratament are ca rezultat o reducere a concentratiei totale de cianura in slam tratat de pana la 1mg/l. Un sit (Bergama-Ovacik) care masoara concentratia WAD- CN raporteaza concentratii mai mici de 1mg /l. La mina Boliden se utilizeaza fracţiunile grosiere din steril ca umplutura in operatiile subterane. Acest steril este extras din cursul de steril, in hidrocicloanele situate in statia de neutralizare a cianurii. Sterilul folosit pentru umplere este si el analizat pentru determinarea continutului total de cianura (de obicei mai mici decat 1 mg/l). 50% dintre amplasamente folosesc iazuri de decantare a sterilului captusite si 50% iazuri de decantare a sterilului necaptusite. Se folosesc de asemenea diferite tipuri de baraje pentru a inchide/imprejmui iazul. La mina de aur Bergama-Ovacik, cu o productie de 0,3 tone aur/an, sterilul este gestionat intr-un iaz avand o capacitate de 1,6 Mm3, cu un rambleu din anrocamente in aval de 30 metri si un sistem de captusire compozit cu geo-membrana argiloasa. Asa cum a fost prezentat mai sus, steriulul este tratat pentru neutralizarea cianurilor si precipitarea metalelor grele folosind oxidarea cu dioxid de sulf, urmata de tratamentul cu sulfat de fier. [56, Grupa Aurului, 2002] Mai jos este prezentat un desen schematic al TMF :

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 205

Pond capacity: 1.6 million m3

Upstream embankment

1/13

1/3.5 Final height 30 m

180 m220 mMonitoring

well

To the plant

Decant tower

Diversion channel

Rainwater collecting pond

Downstream embankment

400 m

Freeboard 2 m

Compositeliner

Figure 22: Schita sectiunii transversale a iazului de steril de la Ovacik. [56, Grupa Aurului, 2002] Trebuie observat faptul ca sunt captusite, atat fundul, cat si fata din aval a indiguirii din amonte si fata din amonte a indiguirii din aval. Iazul de decantare a sterilului captusit este situat intr-o vale, la 200 metri de statia de procesare. Materialele de constructie a barajului sub forma de roca de umplere (in general andezite) au fost obtinute prin excavarea stratului superior in carierele de suprafata. Regiunea este o zona arida in care evaporarea joaca un rol activ in deficitul de apa al iazului pe timpul verii. TMF a fost proiectat ca unitate cu deversare „zero”, apa din iaz fiind recirculata in timpul exploatarii minei. Datorita concentratiei mici de cianura din iaz (mai putin de 1mg/l WAD) evaporarea HCN este neglijabila. Investigatiile geo-tehnice si seismologice in regiune a TMF efectuate inainte si dupa constructie, au relevat prezenta unei structuri corespunzatoare a indiguirilor din roci de umplere si stabilitatea rezervorului. Indigurile au fost construite dupa modelul barajelor conventionale. Stratul superior al solului a fost decopertat si depozitat pentru folosirea ulterioara in procesul de reabilitare a sitului. La inchidera iazului, sterilul va fi dezumificat/uscat si partea superioara va fi acoperita cu roci si sol, dupa care va fi replantat/acoperit cu vegetatie. La selectarea locatiei pentru un TMF au fost luati in considerare urmatorii factori principali:

• minimizarea distrugerii terenului si a solului; • apropierea de statia de procesare; • folosirea sedimentelor de steril si a stratului de coperta la construirea indiguirilor, ca mod

eficient de reducere a urmelor de exploatare; • pastrarea stratului superior al solului pentru replantarea cu vegetatie, dupa inchidere; • neutralizarea cianurilor si precipitarea metalelor grele din steril ; • refolosirea apei tehnologice in proces; • descarcare zero a apei din TMF.

Politica companiei a fost de a alege tipul barajelor de steril umplute cu roci avand in vedere stabilitatea ridicata si intretinerea facila a acestora (spre deosebire de folosirea sterilului grosier). Sistemul de captusire pe baza de membrana geo-argiloasa a fost anume selectat pentru a asigura o retinere corespunzatoare (a nu permite contaminarea soluluii) si pentru a accelera procedura de aprobare si acreditare a activitatii. Din punct de vedere geotehnic, barajele sunt proiecte pentru a rezista la un cutremur care induce o acceleratie orizontala de 0,6 g. In timpul operatiilor de asezare a stratului de coperta si a sedimentelor de steril pe taluzul din aval a barajului principal, panta s-a modificat la mai putin de 10o, marind astfel factorul de siguranta al structurii barajului la 2,23 comparativ cu cel uzual de 1,2, acceptat pe plan international pentru barajele lacurilor de acumulare. Baza iazurilor de decantare a sterilului este acoperita cu un sistem de captuseala compozita de 50 centimetri de argila compactata, peste care se aseaza o geomembrana subtire de Polietilena de Densitate Ridicata (HDPE) cu grosimea de 1,5 milimetri, un alt strat de argila compactata cu grosimea de 20 centimetri si un stat de 20 centimetri de pietris filtrant. In stratul de filtrare sunt

Chapter 3

206 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

amplasate conducte de drenaj pentru a directiona apa catre decantor. Figura de mai jos prezinta schita unui sistem de captuseala compozit. [56, Grupa Aurului, 2002]

Solid tailings

Compacted clay layer

Pond bottom

HDPE Geomembrane

Drainage system

Composite liner system

Compacted clay layer

Gravel layer

Figura.23: Schita sistemului compozit de captuseala de la situl Ovacik [56, Grupa Aurului, 2002] Decantarea sterilului se face prin intermediul unei conducte care il evacueaza in iaz, in apropiere de digul din aval. In timpul functionarii minei este necesara asigurarea unei inaltimi de garda (o inaltime de siguranta) a barajelor (indiguirilor) iazurilor de cel putin 2 m. Proiectarea TMF include o captare a scurgerii de suprafaţă în spatele barajului din amonte si un canal de deviere a apelor de inundaţie în exces (se iau in calcul condiţii de inundaţie de 100 de ani). Staţia de prelucrare a minereurilor de metale de baza de la Boliden, a primit de la cinci exploatari miniere diferite, in timpul anului 2001, un total de 1,58 milioane tone de minereu pentru a produce minereu preparat de cupru, plumb si zinc. Aurul sub forma de bulgari este extras de asemenea prin cernerea facuta cu masele de spalare oscilante. In functie de tipul minereului, o parte din sterilul produs (aproximativ 50%) este ulterior procesata in instalatia de lesiere a aurului. Instalatia de lesiere a aurului a generat in 2001 aproximativ 0,8 milioane tone de steril. Din cinci mine, patru sunt exploatari subterane si una este cariera de suprafata. Minele subterane folosesc fractiunile grosiere (mai mari de 125 µm) de steril pentru reumplere. Cantitatea de steril folosita pentru reumplere depinde de nivelul de productie al minelor si de starea procesului de productie. In timpul lucrarilor de pregatire, din mine rezulta o cantitate semnificativa de roca steril care este folosita pentru reumplere. Este de notat faptul ca aproape 33% din cantitatea de minereu provine din cariera de suprafata, unde nu se face reumplere in timpul exploatarii. Scazand aceasta cantitate de minereu, procentajul de reumplere este de aproape de 50%. Sterilul care nu este folosit pentru reumplere este trimis catre iazul de decantare a sterilului care functioneaza din anii 1950. Anterior, aceasta zona fusese un lac. Cantitatea de steril din iaz este in prezent de aproximativ 16 Mm3 si ocupa o suprafate de aproximativ 260 hectare. Functionand la parametrii actuali, iazul de decantare a sterilului existent mai poate fi folosit pentru inca patru sau cinci ani. Sterilul este pompat in iaz si evacuat prin diferite puncte de golire pentru a permite o umplere uniforma a acestuia. Sterilul este ingradit in iaz prin cinci baraje. In avalul iazului de decantare a sterilului este construit un baraj suplimentar de retentie, pentru a bloca curgerea naturala a lacului si pentru a creste volumul de limpezire a apei. Suprafata actuala a iazului este de 260 hectare, iar dupa ridicarea barajului, in vara anului 2002, suprafata a crescut la 280 hectare. Zona de captare a iazului de decantare a sterilului este de 8 km2. Afluenta scurgerilor de suprafata a fost estimata la 1 Mm3 pentru un an secetos si la 3 Mm3, intr-un an cu precipitatii normale. Iazul primeste aproximativ 4,5 Mm3/an apa tehnologica, provenita din statia de prelucrare a minereului.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 207

Iazul de decantare a sterilului este situat la aproximativ trei kilometri de statia de concentrare a minereului. Sterilul este pompat prin doua conducte separate, situate in nordul si, respectiv, in sudul iazului. In avalul iazului, in apa reziduala este adaugat var stins pentru a creste pH-ul acesteia la 10-11. Toata apa din iaz este deversata in emisarii din aval. In acest moment nu se face reciclarea apei provenita din intalatia de procesare. Colectarea probelor de apa pentru monitorizarea calitatii apei se face regulat, pe baza unui program (proceduri) de control. Prelevarea se face atat din aval cat si din amonte de iaz, dar si din jurul zonei industriale. Prelevarea cuprinde probe din panza freatica si analiza cursului de apa. Barajele au fost contruite in 1979 cu o inaltare de +216.2 metri, ca baraje de tip „linie centrală”, cu un nucleu impermeabil vertical si cu rambleuri de sustinere, atat pe laturile din aval, cat si pe cele din amonte ale barajului. In 1995, barajul a fost inaltat la +220m, ca baraj de aval (vezi figura). Se lucreaza la inaltarea finala a barajului, pana la +225m. Turnul de decantare actual va fi inlocuit cu un canal de evacuare construit din pamant natural. [50, Grupa Aurului, 2002]

Figura.24: Sectiune transversala prin barajul sitului Boliden [50, Grupa Aurului, 2002]

Orice scurgere prin si pe sub baraje este captata intr-un canal colector si deversata in iazul de limpezire a apei. Scurgerile prin si de pe sub celelalte baraje sunt repompate in iaz. [50, Grupa aurului, 2002] Suprafata de decantare a sterilului de la mina Orivesi este formata din doua iazuri. Sterilul provenit din procesul de prelucrare este pompat in primul iaz (37 hectare), unde solidele se decanteaza, iar apa limezita este condusa spre celalalt capat al iazului. Cel de-al doilea iaz (14 hectare) este pentru depozitarea apei limpezite. Apa este reutilizata in proces si doar cantitatile in exces sunt deversate in reteaua hidrografica. Barajele initiale au fost construite din morena. Sterilul este ghidat catre una dintre partile primului iaz, in timp ce apa limpezita este condusa inainte din cealalta parte a iazului. Barajele iazului de limpezire a apei sunt facute de morena si captusite cu sparturi de roca si pietris grosier, pentru a preveni procesul de eroziune. Zona pentru managementul sterilului a fost proiectata la inceputul anilor 1970 si la acea data nu s-au luat in considerare intocmirea de planuri de inchidere (incetare a exploatarii) sau pentru actiuni ulterioare inchiderii. Iazul de decantare a sterilului este folosit numai ocazional, atunci cand sterilul nu este depozitat in vechea mina subterana de nichel, acum scoasa din uz. [59, Himmi, 2002] Mai jos este prezentata o figura schematica.

Chapter 3

208 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Processing plant

Tailingspond

Clarifiedwater

Effluent

Water forrecycle

OldundergroundNickel mine

River

Figure.25: Schema procesului de tratare a sterilului si a apei reziduale/de scurgere de la mina Orivesi [59, Himmi, 2002] Barajul de baza al iazului de decantare a sterilului a fost construit din morena si este prevazut cu un colector de drenaj in afara barajului, pentru colectarea apei de infiltratie. Inaltarile necesare ale barajului se fac folosindu-se morena pentru zona centrala si material steril pentru rambleere (sustinere). TMF a fost construit initial pentru operatiile desfasurate intr-o mina de nichel. Dupa 20 de ani de functionare aceasta a fost inchisa, dar moara este folosita in continuare pentru tratarea minereului de aur provenit din mina Orivesi, situata la 85 kilometri de statia de prelucrare. Distanta dintre moara si zona de management a sterilului este de aproximativ 500 metri. Distanta dintre zona de management a sterilului si rau este de aproximativ 600 metri. Zona inconjuratoare nu este folosita in agricultura, insa cea mai apropiata casa este la numai 200 metri de amenajarea pentru managementul sterilului. Operatorul considera ca praful provenit din amenajarea pentru managementul sterilului nu reprezinta o problema pentru mediul inconjurator, deoarece la suprafata haldelor s-a format o crusta destul de groasa. Apa infiltrata este colectata printr-un sistem de canale si deversata direct in rau, aceasta, dupa afirmatiile operatorului, nefiind nociva sau contaminata. [59, Himmi, 2002] La Río Narcea, dupa neutralizarea cianurilor, sterilul este depozitat intr-un iaz captusit. Volumul actual de materie depozitata este de 2,4 Mm3, iazul fiind inaltat continuu, pe masura ce lucrarile progreseaza. Barajul este construit din argila compactata cu umplutura suport din roca steril. Iazul are un sistem de captuseala compozita impermeabila, format din argila compactata si o captuseala HDPE de 1milimetru. Iazul este inconjurat cu canale pentru devierea scurgerilor de suprafaţă. Scurgerile de suprafata colectate sunt directionate in trei iazuri de sedimentare, pentru limpezire, inainte de deversare. [58, IGME, 2002] 2.5.4.3.3 Masurile de siguranta in TMF si prevenirea accidentelor La site-ul Bergama-Ovacik a fost efectuata o evaluare completa a riscurilor, au fost intocmite calcule de stabilitate, iar proiectul a fost intocmit de catre experti externi. Dupa cum a fost prezentata mai sus, proiectarea are ca scop asigurarea stabilitatii pentru incarcarile (eforturile) seismice, stabilitatea statica, evenimentele cauzate de inundatii si alti parametri evaluati in cadrul analizei de risc. Amenajarea pentru managementul sterilului este supusa unei evaluari zilnice privind monitorizarea conditiilor de mediu inconjurator si integritatea structurala. Situl este auditat conform politicii de protectie a mediu inconjurator a companiei mama si se intocmeste un raport privind Sistemul de Management de Mediu al Minei de Aur Ovacik. Mina va fi supusa unui program de audit intern

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 209

privind mediul incojurator, folosind criteriile proprii de evaluare ale companiei, pentru a evalua gradul de eficientizare si nivelul de performanta al sistemelor de management pentru protectia mediului inconjurator si nivelul performantelor de protectie a mediului in exploatare. In timpul probelor de operare un grup de experti independenti au realizat un audit extern. Similar, sunt implementate planurile de management avand ca obiect alte subiecte ca sanatatea si siguranta, depozitarea sterilului, inchiderea minei si reabilitarea zonei, actiuni de intreprins in situatii de urgenta, relatii comunitare. [56, Grupa aurului, 2002] Iazul de decantare a sterilului de la Boliden este gestionat in concordanta cu manualul OSM ()vezi Sectiunea....), proiectat in concordanta cu indicatiile privind regulile de siguranta a barajelor, stabilite de catre Asociatia Suedeza a Producătorilor de Energie Hidroelectrică (RIDAS). In 1997, cand Boliden a initiat un proiect privind siguranta barajelor de steril, s-a decis folosirea normelor RIDAS ca standard, pentru regulile aplicabile barajelor iazurilor de steril. Eventualele modificari ar fi facute astfel numai cand este necesar, in loc sa fie elaborate noi ghiduri pentru barajele de steril. Au fost si alte companii miniere care au aplicat acelasi sistem. [50, Grupa Aurului, 2002]. La mina Orivesi, amenajarea pentru managementul sterilului este inspectata zilnic in conformitate cu programul zilnic de verificare. Nu au fost efectuate analize de risc. Cu toate acestea, barajul este anual supus auditarilor efectuate de catre experti independenti, iar o data la cinci ani este auditat de catre autoritatile de mediu. Concluziile sunt inregistrate intr-un document privind siguranta barajului care, incepand cu mijlocul anilor 1980, este un document impus pentru toate tipurile de zone pentru mangementul sterilului. In faza de constructie a amenajarii pentru managementul sterilului, au fost analizate caracteristicile solului. Sistemul a fost construit astfel incat suprafata apei din iazuri sa poata fi pastrat in echilibru, iar excesul de apa provenit din ploi etc, sa poata fi tinut sub control. Nu exista instrumente pentru monitorizarea nivelului freatic din corpul barajului. Nu exista un plan documentat privind actiunile de intreprins in situatiile de criza. Nu este clar daca s-a facut o evaluare a impactului de mediu rambleierii cu steril. In zona industriala Río Narcea, barajele sunt controlate folosind piezometre si inclinometre. Iazurile de steril sunt supuse regulat auditurilor efectuate de experti straini. A fost efectuata analiza riscurilor. [58, IGME, 2002] 2.5.4.3.4 Inchiderea minei si actiunile ulterioare inchiderii La Bergama-Ovacik reabilitarea zonei va fi facuta concomitent cu operatia de extindere practicata. Solul de suprafata, inlaturat in timpul lucrarilor de constructie, este pastrat in zona de activitate, pentru o reabilitare ulterioara. A fost conceput un plan pentru inchiderea minei si reabilitarea zonei. Acesta este supus unei revizii anuale, pe toata durata operarii minei. Dupa inchiderea minei, iazul de decantare a sterilului va fi mai intai acoperit cu roci, pietris, argila si pamant, dupa care va fi plantata vegetatie. Apriori darii in exploatare a minei, a fost emisa o scrisoare de garantie financiara in favoarea unei autoritati competente, pentru a asigura reabilitarea si inchiderea minei in concordanta cu protocolul avizului de functionare. La Boliden pentru inchiderea iazurilor s-a ales solutia acoperirii acestora cu apa. Barajele din jurul iazurilor au fost inaltate pana la inaltimea maxima. Iazurile vor fi umplute in cinci ani dupa care vor fi umplute cu apa, respectand avizele existente. In afara de acoperirea cu apa a suprafetelor deschise ale iazurilor de steril, barajele vor fi retaluzate pentru a atinge o panta de 1:3, acoperite cu pamant si replantata vegetatie De asemenea, vor fi construite dispozitive/guri de evacuare stabile pe termen lung iar in apele putin adanci, vor fi construite diguri „sparge-val“ pentru a evita ca sterilul sa reintre in suspensie sub actiunea valurilor. In plus, toate barajele vor fi consolidate pentru a preveni eroziunea. Repomparea apei de infiltratie se va face de cate ori este nevoie pana cand calitatea acesteia va fi suficient de mult imbunatatita astfel incat sa permita evacuarea directa a acesteia. Tratamentul apei se va desfasura prin cenusarire cu var la gura de evacuare in timpul acceleiasi perioade de timp (durata de exploatare) care se preconizeaza ca va fi mai mica de 8 ani.

Chapter 3

210 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Acoperirea cu apa ca metoda de inchidere a iazurilor a fost folosita la diverse situri din zona Boliden. Acoperirea cu apa stabilita la Stechenjokk a fost intensiv monitorizata in anul 1991 rapoartele intocmite in detaliu prezentand rezultate foarte bune. O tehnica alternativa de inchidere a iazurilor, evaluata in prezent, este amenajarea pe teren umed. Aceasta ar permite stocarea unei cantitati mai mari de nisip in iazuri (o mai buna folosire a iazurilor existente), mai putina apa stocata in iaz (un risc mai mic) si un invelis consumator de oxigen organic din generare proprie din partea superioara a sterilului. Boliden incearca de asemenea sa aplice o metoda alternativa denumita „saturarea cu apa“ sau „nivel ridicat al panzei freatice“ care se aplica in principal acolo unde nivelul panzei freatice naturale din steril este foarte scazut. Prin aplicarea unei simple acoperiri cu pamant, nivelul panzei freatice poate fi ridicat pentru a acoperi definitiv sterilul si se elimina oxidarea sulfurii (vezi Sectiunea...). [50, Grupa Aurului, 2002] Recent, la Orivesi, a fost dezvoltat un plan pentru inchiderea si intretinerea post inchidere a zonei miniere si a celei industriale. In ceea ce priveste managementul sterilurilor de steril, planul de aplicare a fost numai schitat. Ideea principala este acoperirea vechiului material steril provenit din procesarea minereului de nichel cu sterilul provenit din procesarea minereului de aur. Pentru procedurile de inchidere a fost asigurat un fond de 1,06 milioane euro. [59, Himmi, 2002] La Río Narcea iazurile de decantare a sterilului vor fi secate si acoperite, folosind solul care a fost depozitat temporar la marginea iazului. Solul va fi revegetat si regiunea va fi redata destinatiei initiale (islaz sau pasune). Apa infiltrata cu concentratia WAD a cianurilor mai mica de 1mg/l va fi colectata prin instalatiile subterane de drenaj din iaz si va fi analizata inainte de deversare. 2.5.4.4 Managementul sedimentelor sterile La mina de aur Bergama-Ovacik, stratul de coperta si rocile steril sunt andezite folosite actualmente ca material de umplere a fetelor din aval a indiguirilor TMF. In etapele ulterioare ale minei, roca steril va proveni din lucrarile de minerit subteran (galerii, puturi etc.) si aceste materiale vor fi folosite ca material de reumplere pentru golurile subterane. Pe roca steril au fost desfasurate teste privind proprietetile geotehnice si potentialul ARD. Aceste teste au relevat faptul ca roca steril nu are potential ARD si are proprietatile adecvate pentru a putea fi folosite ca material de umplere al barajelor si structurilor de retinere. Potentialul ARD al sedimentelor sterile a permis operatorului sa foloseasca acest material in constructia barajelor de retinere a TMF, furnizeaza in acelasi timp si o utilizare optima a suprafetei de depozitare apartinand acestei zone industriale. Roca steril este transportata cu camionul de la cariera de suprafata si basculata pe panta din aval a indiguirilor TMF, si apoi imprastita uniform si compactata cu material argilos. Datorita naturii inerte a sedimentelor de steril nu exista nici un risc pentru mediul inconjurator cu privire la depozitarea sedimentelor sterile la mina de aur Ovacik. (conform evaluarii de risc probabil intocmita de un consultant independent). [56, Grupa aurului, 2002] La Boliden roca steril este generata de 5 mine care furnizeaza minereul metalifer necesar functionarii instalatiilor de procesare. Cum aceste mine sunt in principal mine metalifere, managementul acestui tip de roci steril va fi descris in sectiunea despre metalele de baza (Vezi Sectiunea....). [50, Grupa Aurului, 2002] La Filón Sur se genereaza anual aproximativ 0,1 milioane tone de roci steril. Nu exista informatii despre modul de manipulare sau caracteristicile acestui material. [57, IGME, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 211

Orivesi foloseste toata cantitatea de roca steril pentru umplerea a galeriilor subterane. Nici o cantitate de roca steril nu este ridicata la suprafata. [59, Himmi, 2002] La Río Narcea, in anul 2001 au fost produse sase milioane tone roci steril in 2001. Aproximativ 20 milioane de tone de roci steril sunt depozitate in haldele de steril ale amplasamentului. Stratul de sol vegetal este pastrat separat pentru folosirea ulterioara in procesul de regenerare al amplasamentului. Roca steril rezultata din activitatea miniera va fi folosita la reumplerea carierelor de suprafata pe masura ce activitatea de productie progreseaza. Haldele de roci steril initiale provenite din cariera de suprafata initiala vor fi neutralizate in situ. Roca steril este compusa in principal din silicati (granit si gresie) si diferiti carbonati (calcar). [58, IGME, 2002]

2.5.4.5 Emisiile curente in atmosfera si nivelurile de consum In afara de monitorizarea continua a normelor de sanatate si de protectie a muncii, la mina Bergama-Ovacik a fost stabilit un program de monitorizare a conditiilor de mediu. Un comitet oficial de monitorizare desemnat de guvernul turc efectueaza prelevarea mostrelor si interpretarea rezultatelor. Datele de monitorizare sunt transmise autoritatilor competente intr-un raport lunar. Aceste date sunt de asemenea aduse la cunostinta masei largi a publicului prin intermediul diferitelor mijloace, inclusiv media, si alte rapoarte publice. Datele colectate pentru raportul periodic de mediu sunt urmatoarele:

• nivelele prafului, zgomotului si vibratiilor; • concentratia WAD de cianura in apa eliminata din unitatea de detoxifiere si in apa

admisa in iazurile de decantare a sterilului; • continutul de metale grele in apele deversate ; • indicatori privind calitatea apei, inclusiv concentratia WAD de CN a apei subterane

din 6 fantani localizate in aval de stavilarele iazului ; • masurarea continutuli de HCN, in diferite locatii din mina, inclusiv din aria iazurilor

de steril.

Figura.26: Locatiile pentru monitorizarea conditiilor de mediu la amaplasamentul Ovacik [50, Grupa Aurului, 2002] Programul de control desfasurat la uzina de procesare Boliden consta in :

Chapter 3

212 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• monitorizarea de suprafata (numeroase puncte de monitorizare cu frecventa de masurare variabila) si a apelor subterane (17 fantani de monitorizare cu prelevare lunara) ;

• emisiile in aer (praf si gaze) ; • montorizarea neutralizarii cianurilor ( in diferite puncte. deversarea de la statia de

neutralizare a CN catre iazurile de decantare este verificata prin prelevare de 6 ori pe zi, iar apa deversata din iazurile de decantare este verificata zilnic) ;

• monitorizarea zgomotului si a vibratiilor ; • investigarea recipientilor.

Datele de monitorizare a mediului sunt compilate intr-un raport lunar si inaintate autoritatilor de reglementare fiind de asemenea aduse la cunostinta publicului larg prin mijloace diverse de informare incluzand grupurile locale de observatie, care se intalnesc regulat in cadrul uzinei si dezbat aspectele de interes general si problemele aparute. 2.5.4.5.1 Managementul apei si al reactivilor Criteriul de proiectare si sistemul de management a iazului de la Bergama-Ovacik sunt setate pentru nivel „zero“ de deversare a apelor pentru mediul inconjurator. Acest lucru este posibil deoarece operatorul este un mare consumator de apa (datorita climatului arid) si refoloseste toata apa din iazurile de decantare incadrul functionarii instalatiilor uzinei. Valorile medii anuale ale precipitatiilor si cele de evaporare sunt de 728 milimetri precipitatii si respectiv 2313 milimetri evaporare (balanta este negativa ). Aria de captare a barajului superior este de aproximativ 0,6 km2.Volumul de apa posibil a fi evacuat in caz de inundatii este calculat la 24,6 m/s pentru prima ora de precipitatie abundenta. In cazul unor precipitatii atat de abundente apa provenita din aria de captare va fi depozitata in iazul de captare a apelor pluviale situat in spatele indiguirii din amonte. Apa acumulata va fi pompata in iazul de decantare, iar excesul de apa va fi directionat direct in canalul de deviere, care este construit de-a lungul fetei nordice a iazului. Consumul de apa la instalatia de procesare a minereului Boliden este de aproximati 4,5 Mm3/an an sau 2,9m3/t minereu. Apa este obtinuta dintr-un lac situat la doi kilometri nord de instalatia de procesare. O parte din apa recirculata este folosita in moara pentru spalare si separare. Din totalul cantitatii de apa folosita in functionarea instalatiei miniere de procesare aproximativ 10,5 % este refolosita. Datorita oxidarii tiosarurilor si in functie de perioada anului apa retinuta in iazuri are un ph mic si concentratii mari de metal. Apa evacuata din iazurilre de decantare este tratata intr-o instalatie de imbogatire cu calciu, situata la gura de evacuare in iaz. Un mic iaz de sedimentare a fost construit pentru a colecta precipitanti. Iazul este dragat de doua ori pe an si prcipitantii sunt depozitati in iazul de steril. Fluxul de apa deversat este masurat zilnic. Volumul de apa deversat din iazul de limpezre este prezentat mai jos in tabelul urmator:

An 1997 1998 1999 2000 2001 Debit (l/s) 254 238 186 218 352 Volum (Mm3) 8.0 7.5 5.9 6.9 11.11

Tabelul.33: Apa descarcata la TMF Boliden intre anii 1997 - 2001 Figura urmatoare ilustreaza variatia sezoniera a calitatii apei in TMF si in rezervoarele de apa (date din anul 2001).

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 213

Inside tailings pond

Water from tailings pond after liming to clarification pond

Water discharged from clarification pond to the recipient

1.5 km south from the pond before discharging into the river

0

2

4

6

8

10

12

14

pH

Jan Feb Mar Apr May Jun AugJul Sep Oct Nov Dec

Figura .27: Variatia sezoniera a calitatii apei din iazurile de decantare a sterilului si receptor de la Boliden, in functie de anotimp, pentru anul 2001 [50, Grupa Aurului, 2002] Punctele de prelevare din figura de mai sus se afla in patru locatii de prelevare diferite: in interiorul iazului de decantare, in fluxul de apa de la locul de tratare cu calciu al apei spre iazul de limpezire, in fluxul de apa de la iazul de limpezire catre rezervoare si la 1,5 km sud de iaz inainte de deversarea in rau. Ph-ul in iazul de decantare in timpul iernii este de 10-11. In timpul primaverii si verii pH-ul scade la 2,5 datorita oxidarii tiosarurilor, impunandu-se astfel tratarea apei deversate cu calciu pentru a atinge un pH de 9-11 si a neutraliza astfel efectele acide descrise mai sus. In timpul anului 2002 va fi ridicat un baraj in aval, sistemul de deversare va fi reconstruit si va fi instalat un nou sistem de monitorizare a fluxului de apa. Sistemul de deversare din iazul de decantare va fi reconstruit. Turnul de decantare va fi inlocuit cu un canal deversor, construit pe teren natural. Un sistem de siguranta pentru evcuarea apelor in iazul de decantare este construit si va intra in functiune. O balanta a apei din iazurile de decantare, instalatia de tratere a minereului si din imprejurimi este ilustrata in figura de mai jos, luandu-se ca baza un an cu precipitatii medii.

Chapter 3

214 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 215

854 k(m3): Mine water from

Kankberg mine

2638 k(m3): Surface run-off

1458 k(m3): Net precipitation

(precipitation minus evaporation) Dam A

Dam C Dam E Dam B Dam D

85 k(m3): Dam seepage

85 k(m3): Dam

seepage

85 k(m3): Dam

seepage

Small pond

729 k(m3): Backpumped from pond80 k(m3): Seepage dam B & D

4689 k(m3):Fresh water

Mineral processing

plant

Pump station

864 k(m3): Mine water

4710 k(m3): Tailings

Concentrate storage

pond

clarification pond

11115 k(m3) 106 k(m3): Surface run-off

36 k(m3): Waterin concentrate

Tailings pond

Chapter 3

216 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 28: Balanta de apa la amplasamentul Boliden [50, Grupa Aurului, 2002] In interiorul zonei industriale, se afla o veche cariera de suprafata, si, sub instalatia de procesare, un put de mina. Apa infiltrata este pompata in iazul de decantare pentru a fi tratata, ianinte de a fi deversata in rezervor. Apa infiltrata din iazuri este pompata continuu inapoi in iaz. Un mic lac, situat la nord de iazul de steril este pompat continuu pentru a mentine un nivel al apei mai mic decat cotele imprejurimilor si a putea astfel sa capteze orice posibile scurgeri si sa le repompeze in iaz. Pentru a intocmi o balanta a catitailor de apa (balanta a apei), sunt colectate date cu privire la grosimea zapezii, nivelul ploilor si al panzei freatice. Datele cu privire la cantitatea de apa din minerul concentrat sunt deasemena folosite in calcularea balantei. Acest mod de calcul este folosit pentru monitorizarea cantitatii de apa din sistem. Evacurea apei din iazurile Boliden se face numai prin gura de evacuare a barajului A. Apa infiltrata din barajele B,C,D si este repompata in iazul de colectare. (vezi figura 7) Trebuie observat ca la TMF Boliden, diluarea prin precipitare si scurgerea de suprafaţă (in afara de descompunerea naturala a compusilor CN) contribuie la diminuarea concentratiei de CN. Consumul de apa proaspata este continuu monitorizat de-a-lungul desfasurarii proceselor de productie. La mina de aur BOLIDEN se foloseste lesirea si cianura de sodiu pentru colectarea metalelor pretioase. Dioxidul de sulf este folosit pentru neutralizarea CN, iar carbonul activ este folosit pentru reglarea nivelului pH-ului din apa, inainte de deversarea acesteia in iazul de decantare. Pe anul 2001 consumul de substante chimice folosite in procesul de extractie al aurului (pentru 800.000t) este :

• carbon (aur si metale de baza) : 5000t; • dioxid de sulf : 1260t; • cianura de sodiu : 450t.

CN deversate in iazul de decantare sunt supuse ulterior procesului natural descompunere. Acesta

este motivul pentru care concentratia de CN din iaz si, in cazul deversarilor, din apa deversata din iaz este micsorata. Valorile obtinute la site-ul Ovacik, unde nu sunt permise descarcari in emisar, indica o concentratie WAD CN de 0.33mg/l la intrarea in iaz si de 0.19mg/l in interiorul iazului. La site-ul Boliden concentratia CN la deversarea in iaz este de 0.89mg/l, iar la deversarea apei limpezite in emisar, concentratia este de numai 0.06mg/l. Descompunerea naturala a posibilelor urme de CN se presupune ca are loc in iazul de decantare, urmand schema unui proces complex.

La mina Orivesi, apa limpezita din TMF, inclusiv apa pluviala sau cea din vechea mina subterana este refolosita in procesul de productie. Uzina de prelucrare a minereurilor functioneaza numai cu aceasta apa, fara nici un adaos de apa din sursele naturale de suprafata. In functie de nivelul ploilor, uneori (dar nu in fiecare an) este necesara eliminarea surpluslui de apa din sistem si redirectionarea acesteia spre rau. Procesul de recilcarea recupereaza si o parte din cantitatea de reactivi, dar acesta nu este semnificativa, deoarece reactivii in suspensie se descompun in TMF. In figura urmatoare este prezentata schema calcului balantei de apa.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 217

Mineral processingplant

OldNickel mineSurface water

Tailings pondClarifiedwater

Pump station

Pump station

Rain water

some drinking water

0.05 Mm3

1.0 Mm3

0.6 Mm3

0.4 Mm3

0.05 Mm3

Figura 29: Ciclul apei la site-ul ORIVESI [50, Au group, 2002] Pe parcursul anului 2001, la mina Orivesi s-au consumat urmatoarele cantitati de reactivi:

Reactiv Consum (g/t) SIBX 50 DTP 50 Dowfroth 8 Floculant 2 Bile de de otel 1500 Bare de otel 700

Tabelul: 2001 Consumul de reactivi la mina ORIVESI 2.5.4.5.2 Emisiile de particule in atmosfera La Bergama-OVACIK, emisiile de HCN si de praf sunt monitorizate in conformitate cu procedura zilnica. Pe parcursul ultimului an cea mai mare sursa de poluare a aerului, uscatorul de concentrat de mineru, a fost eliminat prin introducerea de filtre in locul cuptoarelor. Uzina de extractie a aurului prin lesiere are o instalatie purificare a aerului pentru toate sursele de ventilatie a aerului. Aerul trece pintr-un epurator umed de gaz, unde orice sursa de HCN este absorbita in solutia de hidroxid de sodiu cu un nivel ridicat al pH-ului. Solutia de extractie CN este reintrodusa in procesul CIL. Circuitul de regenerare pentru carbonul activ este echipat cu un epurator umed de gaz unde este adaugat carbonul necesar ajustarii pH-ului. Emisiile de la uzina de extragere a metalelor prin lesiere, pentru anul 2001 sunt rezumate in tabelul de mai jos. In afara de emisiile prezentate in tabelul de mai jos, uzina BOLIDEN a mai raportat o cantitate de 0.1t particule in suspensie eliminate in aer.

Emisii Data Ore de

functionare Solide CNtot Hg H2S SO2

Chapter 3

218 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Regenerarea carbonului activ

h kg kg kg kg kg

2001 – 10 - 16 30 128.550 0.270 0.000 8.700 1.275 2001 – 11 - 22 30 1.350 0.009 0.006 10.050 1.275 Dispersor umed 2001 – 11 - 22 1400 4.200 2001 – 10 - 16 1400 3.080 2001 – 07 - 03 1400 0.042 Cuptoare 2001 – 12 - 03 437.5 0.013 0.051 2001 – 09 - 25 437.5 0.001 0.001 Total 129.91 7.65 0.007 18.75 2.55

La mina ORIVESI nu sunt masurate emisiile in aer, dar, din cauza functionarii uzinei de sfaramare, este sigur ca rezulta emisii de praf in atmosfera. 2.5.4.5.3 Emisiile in apa La site-ul Bergama-Ovacik, pe parcursul anului 2001, nu s-a deversat nicio cantitate de apa, nefiind astfel emisii directe. Monitorizarea panzei freatice nu a relevat scurgeri de apa reziduala. Emisiile in apa de suprafata din site-ul BOLIDEN sunt prezentate in tabelul de mai jos, pentru o perioada cuprinzand patru ani (1998-2001). Concentratiile anuale sunt date laolalta cu cantitatile din fiecare element prezent in emisiile de apa.

An Volum Cu Pb Zn As Cd Mm3 µg/l kg µg/l kg mg/l tonne µg/l kg µg/l kg 2001 11.1 7 72 19 191 0.1 1.07 14 156 0.1 1 2000 6.9 10 70 34 235 0.11 0.77 8 55 0.1 3.0 1999 5.9 8 51 10 59 0.2 1.04 10 58.7 0.1 0.6 1998 7.5 22 134 20 100 0.22 1.33 1 7.5 0.2 1.5

Tabel.34: Emisiile in apa de suprafata de la site-ul BOLIDEN Uzina de lesierea a minereului aurifer a intrat in folosinta in iulie 2001. Pana la sfarsite-ul anului a fost deversata o cantitate de 417kg CN. Odata cu atingerea regimului normal de lucru concentratia medie de CN in apa deversata a fost de 0.06mg/l. Emisiile totale in apa de suprafata pentru anul 2000 sunt prezentate in tabelul de mai jos.

Parametri U/M Anul 2000 Apa reziduala deversata m3 780000 Ca t - SO4 t 680 COD t - Particule solide t 15 Cu kg 10 Zn kg - Fe kg - Cd g - Ni kg 278 Cr kg -

Tabelul.35: Emisiile in apa de suprafata de la site-ul ORIVESI S-a observat o usoara crestere a concentratiei de metal in panza freatica (comparativ cu studiile de baza, initiale) dupa ce s-a inchis mina de nichel si panza freatica a atins nivelul initial. Apa reziduala

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 219

din iazurile de decantare folosite in procesele de productie curente nu au dus la cresterea concentratiei de metale in panza freatica. 2.5.4.5.4 Consumul de energie Consumul de energie pentru mangementul deseului de sterilului, la site-ul ORIVESI, a fost de 1kWh/t. Consumul total pentru toata uzina, pe tona de minereu procesata este de 53.5 kWh/t. La mina OVACIK, consumul total de energie (pentru primele 10 luni de functionare) este de 1500MWh. Raportata la cantitatea de mineru prevazuta a fi procesata, de 0.3 mil. t/an, rezulta un consum total de energie de 60kWh/t de minereu procesat. La uzina de procesarea a minereurilor BOLIDEN, consumul estimat pentru managementul sterilului rezultat in urma prelucrarii este de aproximativ 2kWh/t. 2.5.5 Wolfram În aceast capitol, sunt furnizate informaţii despre mina Panasgueira din Portugalia şi mina Mittersil din Austria. 2.5.5.1 Mineralogie şi tehnici miniere Wolframul ((Fe, Mn)WO4, wolframat de fier-mangan) este de fapt o serie între două minerale, huebnerit şi ferberit; Huebneritul, bogat în mangan, reprezintă ultimul element al seriei, în timp ce ferberitul este ultimul element bogat în fier la celălalt capăt al seriei. Huebrnitul este ultimul element din serie bogat în mangan în timp ce ferberitul este ultimul membru al unei alte serii bogat în fier (Huebnerite is the manganese-rich end member of the series while ferberite is the iron rich end member at the other end of the series). Wolfram este denumirea seriei şi aceasta se aplică exemplarelor greu de desluşit, precum şi exemplarelor intermediare celor două elemente. Majoritatea exemplarelor găsite în natură se încadrează în intervalul 20-80% al seriei şi sunt denumite wolframite. Numai în cazul sunt mai mult de 80% pure în mangan, acestea sunt numite huebnerite şi reciproc ferberite, dacă au un conţinut mai mare de 80% în fier. Scheelitul (CaWO4, wolframat de calciu) reprezintă un important minereu de wolfram şi este denumit astfel după descoperitorul wolframului, K. W. Scheele [37, Mineralgallery, 2002]. Mina Panasqueira este o mina de ferberit din Portugalia, mine in Portugal mines ferberitic type wolframite. În anul 2000, au fost extrase 332000 t de zăcământ, din care au rezultat 1269 t de wolframit concentrat (75 % WO3), 12 t de casiterit concentrat (72 % Sn) şi 132 t de calcopirită concentrat (28 % Cu). Zăcământul de minereu din Panasqueira se găseşte ca o succesiune de filoane de quarţ aproape paralele, conţinând, pe lângă alte minerale, wolframit şi casiterit. Zona mineralizată conţine o lentilă de aproximativ 500 până la 1000 metri, şi continuă 500 metri în jos. Părţile superioare ale zăcământului au fost extrase. Mineralizarea wolframitului presupune cristale foarte mari sau agregate mari de cristale, de obicei concentrate către margini sau, ocazional, în apropierea liniei mediane a filonului principal de cuarţ. to the mid-line of the quartz vein host. Mineralizarea pote fi însoţită de o alterare intensă a biotitului. La Panasqueira, tehnica minieră aplicată este exploatarea cu camere şi stâlpi/pilieri. [141, Panasqueira, 2003] În anul 1975, procesul minier la Mittersill a început cu exploatarea la suprafaţă (în carieră). Exploatarea în subteran a fost dezvoltată abia în anul 1979. Exploatarea la suprafaţă a fost închisă în anul 1986. Astăzi, 450000 tone de zăcământ minier este extras anual din minele subterane cu un conţinut mediu în WO3 de 0.50 %.

Chapter 3

220 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Roca gazdă din depozitele de Mittersill predomină în lentile de cuarţ, cuarţite lamelare, piroxenite, ortognaise, amfibolite, hornblende şi granite. Poziţia zăcământului de minereu de wolfram de la Mittersil este data de scheelit/wolframat de calciu (CaWO4). Sterilul conţine în principal cuarţ, silicaţi (mică, talc, biotit, hornblendă, amfibolit, piroxeni), carbonaţi, apatit şi sulfuri. Conţinutul în minerale sulfidice este mai mic de 0.5 %, cea mai frecventă fiind pseudomorfoza de pirită. Cele mai puţin întâlnite sunt pirita, calcopirita, galena şi molibdenitul. Intregul proces de exploatare minieră de la Mittersill se desfăşoară într-o arie protejată. Astfel, toate utilităţile publice, atelierele de exploatare şi depozitele sunt instalate subteran. Zăcământul este măcinat în subteran. Mina şi instalaţia de prelucare a minereurilor sunt conectate la o galerie lungă de 3 km. Minereul este transportat de la instalaţia de concasare la staţia de prelucrare printr-un sistem transportor cu bandă. Principalele tehnici miniere utilizate pentru extragerea zăcămintelor masive de minereuri sunt: • abatajul prin subetaje • surpare prin subetaje • exploatare cu rambleu. Roca sterilă extrasă în timpul exploatării zăcămintelor de minereuri este depozitată în subteranul spaţiilor deschise de abataj. Nu există halde de steril la suprafaţă. Sterilul este folosit pentru rambleierea spaţiilor deschise de abataj.

1.1.6.1 Prelucrarea minereurilor La Panasqueira, wolframitul este extras printr-o combinare între separarea prin mediu dens, mesele de spălare oscilantă şi flotaţie. Staniul şi cuprul sunt de asemenea îndepărtate prin flotaţie. [141, Panasqueira, 2003] La Mittersill, datorită întrepătrunderii fine a scheelitului cu mineralele din steril, zăcământul este tratat prin flotaţie utilizand separarea gravitaţională poate duce la pierderi importante de scheelit, făcând exploatarea neeconomică. În capitolul următor, procesul exploatării de la Mittersill este descris mai amănunţit. 1.1.6.1.1 Măcinarea Minereul este măcinat la dimensiuni mai mici de 14 mm prin intermediul sistemului de sfărâmare cu trei trepte, situate în subteran. Minereul sfărâmat este apoi stocat în două depozite subterane, înainte de a fi transportat la staţia de prelucrarea minereului, printr-un sistem transportator cu bandă, situat într-o galerie lungă de 3 km. Chiar în faţa staţiei de prelucrare a minereului există o haldă dimensionată astfel încât să asigure aprovizionarea cu minereu în cazul unei extracţii întrerupte. Granulaţia superioară a încărcăturii este apoi redusă la mai puţin de <10 mm printr-un sistem de sfărâmare cu o treaptă, constând într-un concasor conic care operează în serie închisă cu o sită vibratoare/oscilantă. Minereul sfărâmat este depozitat în două silozuri, de unde este alimentat către o moară cu bile cu o singură treaptă, la o viteză de avans de 80 – 82 t/h. Pentru a atinge o eliberare suficientă a scheelitului din steril, zăcământul trebuie să fie şlefuit până la 80%, depăşind 180 µm. Produsul rezultat în urma macinării este pompat către un sistem de sortare care este alcătuit din site şi un hidrociclon. Particulele fine, având o dimensiune superioară de 500 µm sunt pompate într-o instalaţie de flotaţie, în timp ce fracţiunile grosiere sunt recirculate către o moară cu bile.the coarse fraction is recycled to the ball mill. [52, Grupa Wolframului, 2002] 1.1.6.1.2 Separarea

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 221

Flotaţia constă intr-un banc rugos şi patru etape de curăţire. Este produs astfel un concentrat cu o valoare medie de 40 % de WO3. Sterilul de flotaţie este pompat către un hidrociclon. Fluxul din partea inferioara a ciclonului, care conţine scheelit brut/neprelucrat şi concrescut este recirculat către moara cu bile pentru rectificare, surplusul hidrociclonului reprezintă fluxul final de steril. Colectoarele utilizate pentru flotaţie sunt acizi graşi, alchilsulfonaţi şi alchilsulfati. O schemă tehnologică a instalaţiei de prelucrare este schematic prezentată în figura de mai jos:

Silo1 Silo2

Ball Mill

Screen

Screen

Cyclone

Cyclone

Finaltailings

Cleaner I

Cleaner IV

Cleaner III

Cleaner II

Conditioner

Thickener

Vacuum DrumFilter

Rougher flotation

Finalconcentrate

Figura 30: Schema tehnologică a staţiei de prelucrare a minereurilor de la Mittersill [52, Grupa Wolframului, 2002] 1.1.6.2 Managementul sterilului La Panasqueira, sterilul este gestionat în halde [141, Panasqueira, 2003].

Chapter 3

222 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

În cazul amplasamentului de la Mittersill, fluxul de steril reprezintă 99 % din procesul iniţial de alimentare/încărcare. La o cantitate de 450000 t/an de material trecut prin instalaţie, este necesar un volum de depozitare de 250000 m³ în fiecare an. Amplasamentul de la Mittersill operează două sisteme de management al sterilului: • un iaz de decantare a sterilului, aflat într-o vale, la aproximativ 10 km depărtare de staţia de

prelucrare a minereurilor • un sistem de rambleiere, cu o capacitate maximă de 35 % de alimentare la staţia de prelucrare a

minereurilor. Iazul de decantare a sterilului acoperă o suprafaţă de 34 ha, din care 20 ha au fost deja recuperate. 1.1.6.2.1 Caracteristicile sterilului Comportamentul chimic al sterilului a fost deja caracterizat. Metodele de testare implică: • teste de execuţie a leşierii • determinarea conţinutului total de metale grele prin solubilizarea/dizolvarea solidelor cu apă

regală. În tabelul următor sunt prezentate rezultatele acestor teste.

Parametrii levigatului Rezultatele testului pH 7.8 Conductivitatea, mS/cm 0.8 Ca, mg/l 10 Mg, mg/l 9 Al, mg/l 0.17 Sb, mg/l <0.01 As, mg/l <0.05 Ba, mg/l <0.5 Be, mg/l <0.005 B, mg/l <0.01 Pb, mg/l <0.05 Cd, mg/l <0.005 Cr total, mg/l <0.05 Fe, mg/l <0.1 Co, mg/l <0.01 Cu, mg/l <0.01 Mn, mg/l <0.01 Ni, mg/l <0.05 Hg, mg/l <0.001 Se, mg/l <0.01 Ag, mg/l <0.05 Th, mg/ <0.01 V, mg/l <0.01 Zn, mg/l <0.5 Sn, mg/l <0.05 F, mg/l <0.01 PO4, mg/l 0.6 SO4, mg/l 156 CN, mg/kg solide uscate n/d F, mg/kg solide uscate n/d NO3-N, mg/kg solide uscate 0.8 Agenţi anionici activi de suprafaţă , mg/kg solide uscate

<0.05

Total hidrocarburi-C, Nedetectabil

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 223

mg/kg solide uscate Hidrocarburi, mg/kg solide uscate Nedetectabil

Halogen organic extractibil, mg/kg solide uscate Nedetectabil

Tabelul 36: Rezultatele testului de solubilizare la amplasamentul Mittersill [52, Grupa wolframului, 2002]

Parametrii conţinutului total

Rezultatele testului (mg/kg solide uscate)

As 7 Cd <0.5 Co <0.5 Cr 31 Cu <0.5 Ni 22 Hg Nedetectabil Pb 12 Zn 82 THC Nedetectabil HC Nedetectabil PAH Nedetectabil

Tablelul 37: Conţinuturi în metale grele ale sterilului rezultat la amplasamentul Mittersill [52, Grupa Wolframului, 2002] Figura următoare prezintă repartiţia granulometrică a materialului de alimentare a staţiei de prelucrare şi a sterilului

1

10

100

10 100 1000 10000 100000

Particle size, µm

% P

assi

ng

ROM MittersillConcentrate Mittersill

Figura 31: Repartiţia granulometrică a materialui de alimentare a staţiei de prelucrare şi a sterilului rezultat la Mittersill [52, Grupa Wolframului, 2002] 1.1.6.2.2 Metode de management aplicate

Chapter 3

224 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sistemul de rambleiere a fost introdus în anul 1987 şi constă într-un îngroşător lamelar, o membrană de piston, şi o conductă de oţel care conectează staţia de prelucrare a minereurilor cu diferite nivele ale minei subterane. Rambleul trebuie să fie transvazat prin pompare la o distanţă de 3000 m şi pompat la o înălţime maximă de 280 m. Iazul de decantare a sterilului, funcţional în prezent, este situat la sud de un sătuc numit Stuhlfelden. Punerea în funcţiune a iazurilor de decantare a început în anul 1982. Până la acea vreme, primul iaz de steril, Felbertal’, situat chiar la partea opusă a staţiei de prelucrare a minereurilor, era în funcţiune. Inălţimea finală a acestui prim iaz de decantare a fost de 24 m. Barajul a fost construit folosind metoda parament amonte. La fiecare 8 m a fost instalat un sistem de drenare a apei. Barajul iniţial este predominant din material de împrumut, în timp ce fazele doi şi trei au fost construite folosindu-se steril. In Stuhlfelden iazurile de decantare a sterilului sunt construite folosind metoda parament amonte. Inălţimea finală a Stuhlfelden I & II a fost de 16 m. Barajurile IVA and IVB vor atinge în final o înălţime de 24 m. Barajele iniţiale ale iazurilor I şi II, având o înălţime de 4 m, au fost construite folosindu-se material de împrumut, în timp ce la construcţia barajului iniţial al iazului decantare IVA a fost utilizat steril. Pentru a preveni eroziunea, suprafaţa bazinului este acoperită cu humus şi revegetată. Pe una dintre părţi, suprafaţa este limitată de o pantă. Două drumuri ce traversează panta la 30 şi 60 m deasupra iazului previn pătrunderea necontrolată a apei de suprafaţă în perimetrul iazului de decantare a sterilului. Anterior construcţiei bazinului iniţial, suprafaţa a fost investigată de către ingineri geologi. Acolo unde a fost necesar, fundaţia bazinului iniţial a fost consolidată. Construcţia a fost supraveheată de către ingineri geotehnici şi verificată de către autoritatea pentru gospodărirea apelor şi minelor. În timpul primăverii şi al verii, suprafaţa apei din iaz este păstrată la un nivel destul de ridicat astfel încât să prevină emisiile de praf provenite din iazul de decantare a sterilului. Toamna, apa este descărcată la cel mai apropriat curs de apă. Pentru a preveni prăfuirea de la suprafaţa iazului de decantare a sterilului, a fost instalat un sistem automat de irigare. Acest sistem de irigare este pornit şi monitorizat din camera centrală de control a staţiei. În timpul opririlor staţiei de prelucrare a minereurilor, echipele de rezervă sunt pregătite să controleze suprafaţa iazului de decantare a sterilului. Cel mai apropiat râu, Salzach, este situat la aproximativ 600 m distanţă de iazurile de decantare a sterilului. 1.1.6.2.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor Barajele sunt înălţate cu 2.5 m în fiecare an. Înălţimea straturilor aplicate la suprafaţa barajului este de 0.5 m. Barajul este divizat în secţiuni de 50 m. De la fiecare profil sunt luate patru probe din stratul aplicat. Compactarea-tasarea este verificată folosind metoda “proctor”. De la câte o probă a fiecarui profil este efectuată analiza granulometrică. Construcţia, monitorizarea, luarea de probe şi informaţiile primare sunt supravegheate de către un inginer civil şi de autorităţile federale. Pentru monitorizarea depunerilor de la iazul de decantare, au fost instalate piezometre. Mişcările solului sunt verificate anual. Datele sunt controlate de către autoritatea federală. Monitorizarea TMF este efectuată de trei ori pe zi de către controlorii tehnologi. În cazul ploilor masive şi al ruperii barierelor, apa în exces poate fi descărcată printr-un evacuator pentru caz de avarie. Pentru a preveni eroziunea barajului prin şlam, suprafaţa interioară a barajului este acoperită de o membrană geo-textilă. 1.1.6.2.4 Închiderea şi întreţinerea ulterioară

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 225

Este planificată acoperirea suprafaţei iazului de decantare a sterilului cu humus şi iarbă. După regenerare, pământul este înapoiat proprietarilor. Sterilul de la exploatarea Mittersill este uşor deshidratat. Este cunoscut de la iazurile de decantare deja regenerate că deshidratarea şi consolidarea sterilului au loc într-o perioadă de timp de 2-4 ani, de exemplu. Regenerarea parţială a iazurilor de decantare este deja realizată din timpul exploatării. Barajul este construit la înclinarea finală. Suprafaţa exterioară a barajului este deja acoperită cu humus şi regenerată. 1.1.6.3 Managemenrul sedimentelor sterile La Mittersill, roca steril extrasă în timpul exploatării zăcământului de minereu, este depozitătă în abataje subterane deschise. Nu există depozite de rocă steril la suprafaţă . 1.1.6.4 Emisii curente şi nivele de consum 1.1.6.4.1 Managementul apei şi reactivi Nici o apă nu este recirculată de la iazurile de decantare la staţia de prelucrare a minereurilor. 1.1.6.4.2 Emisii în aer Emisiile medii ale particulelor de praf de la suprafaţa iazurilor de decantare sunt intr-o gama de 50 mg/(m2 28 zile). 1.1.6.4.3 Emisii în apă Tabelul următor prezintă parametrii măsuraţi în descărcarea efluentă de la iazurile de decantare.

Parametrul Valori medii pentru anul 1997

Temperatura, °C 13.8 pH-ul 7.9 Volumul sedimentului, ml/l <0.1 Aluminiu, mg/l 0.072 Fier, mg/l 0.285 Wolfram, mg/l <0.1 Nitrit, mg/l <0.1 Fosfor, mg/l <0.1 Necesar de oxigen chimic mg/l 32.3 Total hidrocarburi, mg/l <1

Tabel .38: Valori medii ale parametrilor măsuraţi în 1997 în descărcarea de la TMF-ul amplasamentului Mittersill [52, GrupaWolframului, 2002] Monitorizarea efluenţei iazurilor de decantare a sterilului este realizată de două ori pe săptămână de către tehnicienii de laborator. Când are loc descărcarea apei la cel mai apropriat râu, luarea probelor de apă, în amonte şi în aval, este realizată zilnic. Aceste probe sunt analizate în laboratorul exploatării sau de către un laborator chimic. Un raport este transmis anual autorităţilor federale.

Chapter 3

226 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.1.7 Costuri 1.1.7.1 Operare Tabelul următor listează costurile pentru managementul sterilului şi al sedimentelor de steril.

Operaţia Sub-operaţia Interval de costuri

Unităţi Site/referinţă

Managementul sedimentelor de steril

Extracţia la suprafaţă 0.5 - 1 EURO/tonă 1

Transportul la suprafaţă către depozit 0.2 - 0.5 EURO/tonă x km

1

Construcţia depozitului 0.1 - 0.5 EURO/tonă 1 Managementul sterilului

Pomparea către iaz 0.1 EURO/tonă 1 Distribuirea sterilului 0.05 - 0.3 EURO/tonă 1 Suprimarea prafului >0.1 EURO/tonă 1 Deshidratarea sterilului 1.0 - 4.0 EURO/tonă 1 Autotransportul către mină/depozit 0.5 - 1 EURO/tonă 1 Pomparea sterilului şi întreţinere 0.1 EURO/tonă 1 Ridicarea barajului 0.4 EURO/tonă 1 Tratarea apei cu piatră de var 0.1 EURO/tonă 1 Monitorizarea 0.1 EURO/tonă 1 Costuri totale de operare 0.8 EURO/tonă Boliden2

Cheltuieli de investiţie pentru 7 Mm3 bazin

5.34 Milioane EURO

Zinkgruvan3

Cheltuieli de investiţie cu pompele, 100 l/s

0.45 Milioane EURO

Zinkgruvan3

Pomparea sterilului 0.11 EURO/tonă Zinkgruvan3

Pomparea apei înapoi la instalaţia de prelucrare

0.04 EURO/tonă Zinkgruvan3

Uzura conductei 0.16 EURO/tonă Zinkgruvan3

Piloni 0.07 EURO/tonă Zinkgruvan3

Costuri totale de operare 0.37 EURO/tonă Zinkgruvan3

Monitorizarea de siguranţă a barajului

0.05 EURO/tonă Zinkgruvan3

Costuri totale de operare 0.8 EURO/tonă Zinkgruvan3 Înălţarea barajului 0.5 EURO/tonă Río Narcea4

Neutralizarea cianurii 1.0 EURO/tonă Río Narcea4

Altele (energie, reţele, întreţinere) 0.5 EURO/tonă Río Narcea4 Costuri totale de operare 2.0 EURO/tonă Río Narcea4 Costuri totale de operare 0.6 EURO/tonă Kemi5

Costuri totale de operare 0.4 EURO/tonă Orivesi6

Costuri totale de operare 0.48 EURO/tonă Pyhäsalmi7

Costuri totale de operare 0.3 EURO/tonă Hitura7

Costuri totale de operare 0.4 EURO/tonă Garpenberg8

Sources: 1 = [98, Eriksson, 2002] 2 = [65, Grupa metalelor de bază, 2002] 3 = [66, Grupa metalelor de bază, 2002] 4 = [58, IGME, 2002] 5 = [71, Himmi, 2002] 6 = [59, Himmi, 2002] 7 = [62, Himmi, 2002] 8 = [64, Grupa metalelor de bază, 2002]

Table 39: Costuri pentru managementul sterilului şi al sedimentelor de steril la amplasamentele metalifere

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 227

La staţia de prelucrare a minereurilor de la Boliden, costul operaţional pentru depozitarea sterilului este de 0.8 EURO/tonă. Această figură include costurile cu energia pentru pomparea sterilului şi costurile cu întreţinerea (0.1EURO/tonă), precum şi costul actual de înălţare a barajului (0,4 EURO/tonă), de tratare a apei deversate din iaz (EUR 0.1/tonă) şi costurile de monitorizare (0.1 EURO/tonă). La Garpenberg costurile operaţionale pentru depozitarea sterilului sunt de 0.4 EURO/tonă de minereu prelucrat. Aceste costuri includ costuri de pompare, costuri de înălţare a barajurilor, costuri de întreţinere a reţelelor şi pompelor, costuri de monitorizare, etc. În orice caz, nu sunt incluse aici costurile de închidere a exploatării. Costurile cu managementul sterilului la bazinul de exploatare a cuprului de la Legnica-Glogow sunt următoarele:

Sub-operaţia Intervalul de costuri

Unitatea

Pomparea sterilului la iazul de decantare 1) 0.530 EURO/tonă Construcţia barajului 0.060 EURO/tonă Pomparea apei înapoi la staţia de prelucrare1) 0.333 EURO/tonă Împrăştierea/pulverizarea prafului cu emulsie bituminoasă2)

0.031 EURO/tonă

Monitorizarea aerului, apei, solului şi activităţii seismice

0.020 EURO/tonă

Supravegherea de siguranţă şi proceduri de control (monitorizarea geotehnică)

0.014 EURO/tonă

Sistemul de alarmă în caz de avarie 0.0004 EURO/tonă Taxa ecologică pentru depunerea sterilului3) 0.470 EURO/tonă Pomparea apei în exces în râul Oder4) 0.064

0.046 EURO/m3 EURO/tonă

Epurarea apei deversatete4) 0.043 0.031

EURO/m3 EURO/tonă

Monitorizarea hidrotehnică4) 0.003 0.002

EURO/m3 EURO/tonă

Taxe ecologice pentru apa deversată4) 0.135 0.097

EURO/m3 EURO/tonă

Costuri totale de operare 1.634 EURO/tonă 1. Figurile relevante pentru a relata aceste costuri sunt arătate în următoarele tabele 2. Aceste costuri includ costul pentru emulsie şi distribuţia acesteia din eloicopter sau

vehicule de teren. Suprafaţa stropită anual este de aproximativ 1080 ha, luând în considerare că unele locuri sunt stropite de mai multe ori.

3. Taxă obligatorie 4. În 2002, 18.9 Mm3 de apă au fost deversate de la iazul de steril, din care 18.6 Mm3 în

râul Oder şi 362664 m3 de apă evacuată la fundul iazului. Datele corespund pentru o 1m3 de apă deversată şi 1 tonă de steril (1tonă de steril la 0.721 m3 de apă deversată).

Tabelul.40: Costuri de management al sterilului în bazinul de exploatare a cuprului de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113]

Staţia de prelucrare a minereurilor

Sterilul generat în anul 2001 (uscat Mil. tone/an)

Distanţa orizontală (kilometri)

Elevaţie (metri)

Lubin 6.4 13.4 47 Polkowice 8.0 13.7 39 Rudna 12.5 11.2 23

Tabelul 41: Cantităţi relevante de steril generat, distanţa şi elevaţia dintre staţia de prelucrare a minereurilor şi iazul de decantare, în bazinul de exploatare a cuprului de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113]

Staţia de prelucare Apa restituită în anul 2001

Distanţa orizontală

Elevaţia

Chapter 3

228 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

(Mm3/an) (kilometri) (metri) Lubin 26.8 12.1 45 Polkowice 27 9.7 60 Rudna 67 6.4 60

Tabelul 42: Cantităţi relevante de apă restituită staţiilor de prelucrare a minereurilor, distanţa şi elevaţia dintre staţiile de prelucrare a minereurilor şi iazul de decantare, în cariera de cupru de la Legnica-Glogow [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] La Zinkgruvan, înainte de începutul anului1990, sterilul era condus deasupra suprafeţei apei, fiind mai puţin costisitor întrucât conductele puteau fi staţionare într-un punct fix, pentru un timp îndelungat. De la începutul descărcării în principal sub suprafaţa apei, costurile unitare au fost mai mult decât duble. Pe de altă parte, managementul sterilului sub apă a adus o semnificantă reducere a transportului de metale de la iaz şi o mai puţină prăfuire în zona cu steril. Costurile de operare pot fi divizate pe următoarele operaţii (EURO/m3): • Pomparea sterilului: 0.15 • Recircularea apei: 0.05 • Reţele de conducte, uzura: 0.22 • Piloni: 0.10 Sistemul de monitorizare de siguranţă a barajului acum în curs va adăuga alţi 0.07 EURO/m3 şi poate fi la fel de bine completat cu alte sisteme. [66, Grupa metalelor de bază, 2002] Următorul tabel oferă câteva informaţii complementare asupra costurilor, relevante pentru managementul sterilului şi al sedimentelor sterile. Operaţia Sub-operaţia Cost Unităţi de

masură Observaţii/Sit

Costurile barajului

Construcţia barajului 0.05 - 0.5 EURO/tonă Scale. site & method dependent1

Rambleiere Liner HDPE, 16 ha 7.5 EURO/m2 Ovacik2

Monitorizarea mediului înconjurător

Prelevarea unei probe de apă (suprafaţă sau GW)

220 EURO/probă Prelevarea de probe, prepararea probelor, analiza şi raportarea1

Instalarea sondei de monitorizare

Putul de control al radioactivităţii pânzei freatice

200 EURO/metru Instalare, forare, acoperire şi spălare1

Rambeierea Cost de transport, 15 km 0.3 EURO/tonă 1

Cost de tansport, 100 km 0.8 EURO/tonă 1

Îngroşarea sterilului

Costuri de operare, excuzând cheltuielile de investiţii

0.15 EURO/tonă 3

Cheltuieli de investiţii privind cuva de decantare (14 m înălţime)

170000 EURO 3

Cheltuieli totale de investiţii 2.2 Milioane EURO

3

Din care, construcţia barajului 1.4 Milioane EUR O

3

Surse: 1 = [98, Eriksson, 2002] 2 = [56, Grupa aurului, 2002] 3 = [31, Ritcey, ]

Tabelul 43: costul altor operaţii relevante pentru managementul sterilului şi al sedimentelor de steril

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 229

Tabelul urmator oferă mai multe informaţii detaliate privind costurile pentru neutralizarea cianurii folosind metoda SO2/aer.

WAD-CN (mg/l) Costuri de operare Amplasa

ment Tone/zi Greutatea solidelor % Alimentate Tratate USD/tonă USD/kg

WAD-CN A 2800 35 80 0.30 0.35 2.56 B 920 47 175 0.90 0.77 4.28 C 800 45 120 0.50 0.91 6.06 D 2700 40 290 0.15 0.95 2.40

Tabelel 44: Costuri de operare în USD pentru neutralizarea cianurii utilizând metoda SO2/aer, în anul 2001 [99, Devuyst, 2002] Costurile de operare sunt actuale şi reprezintă costurile cu SO2, piatra de var/calcar, sulfatul de cupru şi energia. Cheltuielile de investiţie pentru aceste operaţii sunt cuprinse in intervalul 360000 – 1.1 milioane USD. Cheltuielile de investiţie cuprind cheltuieli cu reactorul, agitatorul, compresorul cu aer, sistemul de alimentare/livrare a SO2, precum şi cheltuielile cu sistemul de alimentare/livrare a sulfatului de cupru. Acestea nu includ însă cheltuielile cu pomparea sterilului şi sistemul de calcar (în mod obişnuit acestea fiind deja parte a instalaţiei). Se presupune că sistemul este exterior, incluzând sistemul de reactivi şi compresorul de aer. Astfel, nu sunt necesare facilităţi adiţionale de construcţie, decât pregătirea şantierului şi existenţa unor fundaţii potrivite. Nici unul dintre exemplele redate în tabel nu foloseşte un cuptor de ars sulful pentru sursa de SO2. Dacă s-ar fi întâmplat aceasta, cheltuielile de investiţie ar fi fost mult mai ridicate (cu aproximativ 80%), dar costurile de operare ar fi fost reduse cu aproximativ 60 %. Variaţia costurilor de operare se datorează costului unitar al reactivului pentru SO2, calcar, sulfat de cupru şi energie. [99, Devuyst, 2002]

Chapter 3

230 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.1.7.2 Închiderea Tabelul urmator listează o serie informaţii legate de costurile de închidere. Sub-operaţia Interval de

cost Unităţi de măsură

Observaţie/Amplasament

Revegetarea haldei sau iazului de decantare a sterilului

0.1 - 0.5 EURO/m2 Dependent de dimensiune1

Proiectarea învelişului protector pentru halda sai iazul de steril

3.0 - 10 EUR/m3 Dependent de dimensiune şi de metoda utilizată1

Inundarea iazului de steril 0.5 - 1 EURO/m2 Dependent de dimensiune şi de amplasament 1

Stabilirea/fixarea terenului umed 0.1 - 1 EURO/m2 Dependent de dimensiune şi de amplasament 1

Saturaţia pânzei freatice/apei subterane 0.2 - 2 EURO/m2 Dependent de dimensiune şi de amplasament 1

Deshidratarea iazului 0.7 - 1.2 EURO/m2 Tara2

Revegetarea 0.7 - 0.8 EURO/m2 Tara2

Monitorizarea 1.3 - 1.7 EURO/m2 Tara2

Întreţinerea 0.1 EURO/m2 Tara2

Regenerarea totală şi închiderea 3.1 - 3.7 EURO/m2 Tara2

Închiderea (deshidratare şi acoperire) 1.8 Milioane USD

Ovacik3

Închiderea (nespecificată), 37 ha 0.6 Milioane EURO

Orivesi4

Închiderea (acoperirea apei, vegetaţia), 280 ha

1.5 Milioane EURO

Boliden5

Închiderea şi întreţinerea ulterioară, 100 ha

5.4 Milioane EURO

Pyhäsalmi6

Reabilitarea 14.4 EURO/m2 Zinkgruvan7

Costul real la Apirsa Regenerarea iazului de steril de la Apirsa 18.5 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1 Aplicarea învelişului de argilă 2.9 EURO/m3 Materialul nu este inclus1 Aplicarea stratului de protecţie 3.1 EURO/m3 Materialul nu este inclus1 Retaluzarea barajului 0.9 EURO/m3 <100 m mutarea materialului

(buldozer)1 Retaluzarea barajului

4 EURO/m3 >100m mutarea materialului (Transport de încărcare şi amplasare)1

Revegetarea cu iarbă 0.05 EURO/m2 Amorsarea clasică1 Costul efectiv de regenerare la Saxberget Costul unitar de acoperire a amestecului uscat (anul 1995)

7 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1

Costul efectiv de regenerare la Stekenjokk Costul unitar de acoperire a apei (anul 1992)

1.5 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1

Costul efectiv de regenerare la Kristineberg

Costul unitar de acoperire a apei 1.5 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1 Costul unitar de acoperire a amestecului uscat

6 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1

Costul unitar de creştere a nivelului apei subterane/pânzei freatice

4 EURO/m2 Cost total/Suprafaţă totală1

Surse: 1 = [98, Eriksson, 2002] 2 = [23, Tara, 1999] 3 = [56, Gupa aurului, 2002] 4 = [59, Himmi, 2002] 5 = [50, Grupa aurului, 2002] 6 = [62, Himmi, 2002] 7 = [66, Grupa metalelor de bază, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 231

Tabelul 45: Cost information for closure and after-care of metalliferous mining tailings and sedimente miniere management Costurile estimate de regenerare şi închidere for the amenajarea de steril de la Tara sunt calculate pentru o perioadă de cinci ani – faza de monitorizare activă, cinci ani – faza de monitorizare pasivă şi zece ani, faza de monitorizare pe termen lung. Costurile de revegetare au fost calculate pentru o suprafaţă de 66.8 – 85.4 hectare, cu un cost unitar de aproximativ 3200 EURO/hectar, incluzând fertilizarea şi însămânţarea. Costurile privind monitorizarea sunt bazate pe presupunerea că un personal permanent va fi angajat pe o perioadă de cinci ani, aşa numita fază de monitorizare a perioadei active de întreţinere. Alţi factori de cost incluşi sunt performanţa/randamentul regenerării, evaluarea performanţei agronomice (examinarea păşunii/nutreţului), monitorizarea vieţii sălbatice, calitatea apei de suprafaţă, calitatea apei subterane/pânzei freatice, monitorizarea prafului, monitorizarea geotechnică, (piezometre şi inspecţii vizuale). La iazul de decantare de la Boliden, costurile de închidere a exploatării sunt estimate la 1.5 milioane EURO. Acestea includ amenajările făcute pentru asigurarea unei permanente acoperiri cu apă, stabilizarea fundurilor de mică adâncime, reconstrucţia procedeelor de deversare, costurile de revegetare, monitorizarea pe termen lung şi managementul învelişului de apă. La ultima înălţare, barajele sunt construite la unghiul final de înclinare şi protecţia împotriva eroziunii este asigurată, aceste costuri nefiind incluse în costurile de închidere a exploatării date mai sus. [50, Grupa Aurului, 2002]. La Pyhäsalmi au fost rezervate în conturi depozite în valoare de 3.6 milioane EURO şi la Hitura în valoare de 0.6 milioane EURO, pentru închidere şi post-întreţinere. Costurile totale de închidere şi post-întreţinere la Pyhäsalmi sunt estimate la 5.4 milioane EURO. 1.2 Minereuri industriale Termenul de minereuri industriale acoperă o arie largă de diferite materiale. Numitorul comun este că toate sunt folosite în industrie ca agregate funcţionale sau ca mijloace auxiliare de producţie. Înainte de utilizare, aceste minereuri sunt în general reduse ca dimensiune, ajungând până la o pudră foarte fină. Principalele categorii incluse în această familie sunt talcul, carbonatul de calciu (mat şi precipitat), feldspaţi, caolin, argilă liantă/plastică, perlit, bentonită, sepiolit, silice, boraxi, etc. Caracteristicile mineralogice şi chimice, precum distribuţia granulometrică a produsului finit, determină posibile utilizări finale. Cerinţele de calitate sunt în mod obişnuit foarte precise. Utilizările finale ale acestor minerale sunt extrem de diversificate. Disponibilitatea geologică a minereurilor industriale depinde de categoriile considerate: talcul, de exemplu, este mai puţin comun decât nisipul cuarţos. În orice caz, chiar şi pentru categoriile care par mai comune, condiţiile fizico-chimice pot fi atât de ridicate şi precise încât numai un număr limitat de zăcăminte de minereu poate fi prelucrat. [48, Bennett, 2002] 1.2.1 Baritina Următoarele amplasamente de producţie în cadrul EU-15 au fost raportate la această lucrare:

Amplasament Ţara Baritina de Chaillac, Chaillac Franţa Wolfach Dreislar Bad Lauterberg

Germania

Vera, Coto minero Berja Spania Mina Foss, Aberfeldy Mina Closehouse, Middleton-in-Teesdale

Marea Britanie

Tabelul 46: Mine de baritină în Europa

Chapter 3

232 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.2.1.1 Mineralogie şi tehnici miniere Baritina este forma minerală naturală a sulfatului de bariu (BaSO4). În cadrul EU-15, 55 % din baritină este produsă în exploatările miniere în subteran. [29, Baritină, 2002]. În întreaga lume, se găsesc depozite de baritină în zăcăminte de minereuri ca reziduale, de tip filonian sau ca structuri curbe/înconvoiate. Extracţia se face atât prin tehnici de suprafaţă cât şi de subteran, dependent de geologia şi economia regiunii. Fiecare depozit şi cea mai potrivita extracţie şi cale de procesar sunt specifice fiecărui amplasament. Stratul acoperitor/de copertă şi rocile sterile rămân în general in situ, sau sunt vândute ca produse pentru construcţii sau folosite în regenerarea/restaurarea generală. 1.2.1.2 Prelucrarea minereurilor Nu există nici o schemă tehnologică standard pentru industrie datorita gamei largi de produse. Prelucrarea minereurilor variază de la o operatie de concasare pana la procesarea in mediu greu, agitare, macinare fina si flotatie. La unele exploatări, cantităţi mici de produs finit sunt separat şi consecutiv spalate cu acid pentru aplicaţii/utilizări speciale [29, Baritina, 2002]. Separarea optică este de asemenea folosită în cel puţin o operaţie. Prima cerinţă pentru aplicaţiile petroliere şi pentru numeroasele aplicaţii de umplere oil-well applications and for several of the filler applications (e.g. sound deadening, nuclear shielding) este densitatea ridicată (4.3 kg/l) şi adesea conţinutul de BaSO4 (80 – 90 %) este suficient pentru a atinge aceasta. În general aceste operaţii necesită numai spargerea materialului provenit din minaal pentru a rezulta un produs finit fără steril de procesare. Alte numeroase operaţii necesită numai metode simple de gravitaţie pentru a spori calitatea produsului finit, vibrarea generala sau separarea in mediu greu. Prelucrarea minereurilor poate fi necesară: • pentru zăcăminte de minereu mai complexe • în cazul în care baritina este asociată cu alte minerale (de exemplu fluorină, minereu de fier, etc) • în cazul în care baritina este diseminată în roca gazdă (flotaţia) • pentru industria chimică, unde valori mai mari de 97 % BaSO4 sunt cerute. Următoarea schemă tehnologică arată un amplasament în care se foloseşte separarea gravitaţională, agitatori şi flotaţia.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 233

Run of mine ore

Primary crusher

ScreensSecondary crusher

Jigs

Jigs

Classifier

Ball mill

Flotation

Thickener

Case products bin

Sale - Construction material

Filter

Fine concentrateproduct - sale

Tailings pond, recycled

process water

Coarse product - sale

Crude ore/concentratePreconcentrate flotationTailings

Figura 32: Schema tehnologică a staţiei de prelucrare a minereurilor de baritină folosind agitatoare şi flotaţia Amplasamentelele unde au loc operaţii de flotaţie folosesc reactivi standard pentru procesare/prelucrare, cum ar fi de exemplu alchilsulfaţii ca agenţi colectori, precum şi toţi sau numai o parte dintre silicaţii de sodiu, quebracho tanin (suprimator pentru talc şi carbon) şi acid citric ca modificator al şlamului. [29, Baritina, 2002]. 1.2.1.3 Managementul sterilului Tabelul următor prezintă metodele de management al sterilului, aplicate la diferite scheme de prelucrare a minereurilor.

Chapter 3

234 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Tipul de prelucrare a minereurilor

Numărul de amplasamente

Producţie totală % Managementul sterilului

Numai măcinare 2 15 Listă vidă Numai măcinare + Jigs 4 23 Listă vidă Măcinare + Şlefuire + Flotaţie 2 22 Steril uscat Măcinare + Şlefuire+ Flotaţie 5 40 Steril umed

Tabelul 47: Metode de management al sterilului aplicate la mine de baritină în Europa [29, Baritina, 2002] Se poate observa că cele cinci amplasamente, care împreună produc 40% din totalul de baritină, folosesc managementul sterilului umed. Două dintre amplasamente, în afară celor cinci, descarca doar 12500 tone de steril în iazurile mici şi aproape jumătate din acest tonaj este de regulă dragat, fiind utilizat în agrotehnică. În general se poate spune că numai un procentaj mic (2 %) de steril produs in EU-15 este descarcat ca şlam în iazuri. În mod obişnuit sterilul grosier este vândut ca agregat. Sterilul mai fin este în mare parte deshidratat şi de asemenea vândut sau folosit ca rambleu în mină. În tabelul următor sunt prezentate mai detaliat opţiuni de management al sterilului.

Dimensiunea particulelor

V (kt/yr)

Subtotal >250 - 300 µm (incluzând vânzările)

77

<250 - 300 µm deshidratat, stivuire/vânzare

214

<250 - 300 rambleu 20 <250 - 300 µm iaz de decantare,

recycle 5.5

<250 - 300 µm iaz de decantare 7 Subtotal <250 - 300 µm 255.5 Total 323.5

Tabelul 48: Opţiuni de management al sterilului la extracţiile de baritină în Europa Exploatarea Coto minero Berja, având o producţie totală de 150000 tone/an, produce trei tipuri de steril: • Steril grosier (>25 mm): după măcinare într-o moară cu ciocane-concasor şi cernere-sortare • După separarea în funcţie de densitate, particulele uşoare trec trec într-un sortator cu filet.

Particulele grosiere ale acestui steril sunt deshidratate şi apoi sunt folosite ca umplutură în mină (a se vedea figura anterioară)

• Şlamurile de la sortatorul cu filet (17000 tone/an bazine uscate) sunt deshidratate prin intermediul evaporării în bazine mici de beton (capacitate totală de 240 m3). Şlamurile uscate sunt apoi material de umplutură pentru carieră (a se vedea figura anterioară).

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 235

Figura 33: Deshidratarea sterilului de baritină în carieră [110, IGME, 2002]

Figura 34: Deshidratarea sterilului în bazine de beton [110, IGME, 2002] 1.2.1.4 Managementul sedimentelor sterilee În general roca sterilă rămâne în stare naturală-in situ, fiind vândută ca produs pentru construcţie sau folosită la restaurarea amplasamentelor. La exploatarea Coto minero Berja roca sterilă (325000 m3/an) este transportată cu camioane în cadrul minei şi backfilled on the mined out site of the open pit şi revegetat în mod progresiv. [110, IGME, 2002] 1.2.2 Boratul Această parte include informaţii despre amplasamentele de borat din Turcia, singurele producătoare de borat în Europa. .

Chapter 3

236 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.2.2.1 Mineralogie şi tehnici miniere Cea mai veche formă cunoscută de bor este sarea minieră numită tincal (tetraborat de sodiu, sau simplu borax). Alte minerale cu conţinut de bor care se găsesc în stare naturală şi sunt exploatate în scop comercial, includ colemanitul (borat de calciu), boracit hidrat (borat de calciu- magneziu), kernit (alt borat de sodiu), şi ulexit (borat de sodiu-calciu). [92, EBA, 2002] 1.2.2.2 Prelucrarea minieră Minereurile cu conţinut de bor ce provin de la exploatările de suprafaţă sau subterane, sunt măcinate la dimensiuni corespunzătoare şi apoi sunt alimentate către staţia de prelucrare a minereurilor. Următoarea figură arată o schemă tehnologică simplificată a extracţiei produselor de bor rafinat.

Raw material extraction

B2O3 Concentrate

Aqueous dissolution

Crystallising

Refined boron products

Concentrating

Crushing

Screening

Thickening

Drying

Cooling

Clays & calcareous minerals

Tailings disposal

Recycledwater Coarse calcareous minerals

Fine clay particles

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 237

Figura 35: Schema tehnologică simplificată a prelucrării produselor de bor rafinat [92, EBA, 2002] Următorul tabel prezintă intrările şi ieşirile principalelor etape ale procesării-prelucrării boratului: Etapa de prelucrare

Intrări Ieşiri

1. Clasare (sortare) Material brut Argile şi minerale calcaroase (solid) Concentrat de B2O3

2. Dizolvare hidrofilă Concentrat de B2O3 Apă fierbinte

Soluţie saturată de borax nerafinat

3. Sortare prin site Soluţie saturată de borax nerafinat Minerale calcaroase grosiere Soluţie de borax şi argile fine

4. Îngroşare Soluţie de borax + argile fine Floculanţi

Particule fine de argilă şi floculanţi Soluţie de borax

5. Cristalizare Soluţie de borax Produse rafinate cu conţinut de bor (umed)

6. Uscare/răcire Produse rafinate cu conţinut de bor (umed)

Produse rafinate cu conţinut de bor (uscat)

Tabelul 49: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape ale procesării boratului [92, EBA, 2002] 1.2.2.3 Managementul sterilului Pe scurt, sterilul grosier consistă în argile şi minerale calcaroase care sunt stocate în bocşe, în scopul rambleierii. Şlamurile, care conţin particule de argile fine şi floculanţi, sunt conduse în iazuri. După depunerea particulelor de argilă, apa este recirculată în cadrul procesului. Tabelul următor furnizează o listă cu deşeurile eliberate în timpul prelucrării minereurilor şi tipul de management aplicat acestora. Etapa de prelucrare Sterilul generat Metoda de management 1. Clasare (sortare) Argile şi minerale calcaroase (solid) Haldă 2. Dizolvarea hidrofilă Nici unul Nu este cazul 3. Sortare prin site Minerale calcaroase grosiere Iazuri de decantare 4. Îngroşare Particule de argile fine şi floculanţi Iazuri de decantare 5. Cristalizare Nici unul Nu este cazul 6. Uscare/Răcire Nici unul Nu este cazul

Tabelul 50: Lista de deşeuri eliberate în timpul prelucrării minereurilor şi tipul de management aplicat [92, EBA, 2002] Sterilul rezultat în faza de sortare şi îngroşare este descărcat în iazuri aliniate, aflate în aproprierea minelor. Iazurile au cinci nivele, primul fiind cel mai de jos şi cel de-al cincilea, se află la cel mai ridicat nivel. Şlamul de la staţia de prelucrare este pompat direct către al doilea, al treilea şi al patrulea iaz. După ce particulele solide conţinute de şlam se depun în aceste iazuri, debitul apei este transferat în mod progresiv la primul iaz. Apa ‘curată’din primul râu este apoi pompată către staţia de prelucrare. Descărcarea şlamurilor în cel de-al cincilea iaz a început de curând şi nivelul apei este în creştere la acest iaz. Cantitatea anuală de deşeuri solide este de aproximativ 350000 - 400000 tone şi volumul de apă necesar pompării sterilului în lacuri este de 300000 – 500000 m3/an. Capacitatea totală a iazului curent este de 14 milioane m3. Următoarele alternative sunt evaluate pentru a putea fi luate în considerare la managementul sterilului în viitor: 1. construirea unui nou iaz

Chapter 3

238 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2. descărcarea sterilului solid de la cel de-al treilea şi cel de-al patrulea iaz către suprafaţa bocşei şi refolosirea iazurilor

3. folosirea unui sistem decantor pentru a recupera sterilul într-o formă solidă, şi apoi descărcarea acestuia în haldă.

[92, EBA, 2002] Există un sistem de monitorizare pentru CO, SO2, NOx şi emisiile de praf. Particulele de bor la cursurile de apă din apropriere, necesarul chimic de oxygen, pH-ul, precum şi valorile de conductivitate sunt măsurate în mod corespunzător. Analizele arată că apa are un conţinut neglijabil de B2O3 şi a fost demonstrat că acesta se datora contactului dintre apa subterană şi depozit. 1.2.3 Feldspatul Unless otherwise mentioned, all information provided in this section originates from [39, IMA, 2002] 1.2.3.1 Mineralogie şi tehnici/metode miniere Feldspatul este de departe cea mai abundentă grupă de minerale întâlnită în scoarţa terestră, reprezentând aproximativ 60 % din totalul rocilor existente. Mineralele feldspatice reprezintă componente esenţiale ale rocilor magmatice, metamorfice şi sedimentare, ajungând până la un asemenea volum încât clasificarea unui număr de roci este bazată per conţinutul în feldspaţi. Structura cristalină a feldspaţilor consistă într-o reţea infinită de octaedre de SiO2 şi tetraedre de AlO4. Acestea cristalizează în mod obişnuit într-un sistem monoclinic sau triclinic. Compoziţia mineralogică a a în termini de celor mai mulţi dintre feldspaţi poate fi exprimată în termeni de sisteme ternare - orthoclaz (KAlSi3O8), albit (NaAlSi3O8) şi anortit (CaAl2Si2O8). Mineralele, a căror compoziţie este cuprinsă între albit şi anortit, sunt cunoscute ca feldspaţi plagioclazi, în timp ce acelea cuprinse între albit şi ortoclaz sunt numite feldspaţi alcalini. Această ultimă categorie este de un interes special în ceea ce priveşte utilizarea industrială. Feldspatul este extras de la cariere prin simpla excavare (cu plugul încărcător). Zăcământul de minereu este măcinat/sfărâmat la dimensiuni corespunzătoare şi transportat la staţia de prelucrare de către benzi transportatoare sau autocamioane. 1.2.3.2 Prelucrarea minereurilor Feldspaţii sunt fie extraşi selectiv fie sunt prelucraţi prin are either selectively mined or processed by optical, flotation and/or electrostatic separation, în vederea îndepărtării mineralelor accesorii (de exemplu cuarţul, mica, rutilul, etc.) existente în zăcământ. Apoi felspatul este condus în etapa de pulverizare. Gradul de rafinare şi posibila pulverizare depind foarte mult de utilizarea finală a produsului. Pentru un număr de utilizări, este perfect acceptabil şi chiar avantajos ca produsul să reţină unele minerale accesorii, cum ar fi cuarţul, în timp ce, la cealaltă extremă, unele aplicaţii necesită particule fin măcinate şi extrem de pure. În mod normal, cele două proprietăţi care fac feldspaţii folositori în industriile prelucratoare sunt conţinutul în oxid de aluminiu şi substanţe alcaline. Procesul de flotaţie este folosit numai de AKW, INCUSA şi SP Minerals. Feldspatul recuperat prin flotaţie reprezintă numai 10 % din producţia europeană de feldspţi. Flotaţia este importantă pentru a obţine o clasă de calitate ridicată (un conţinut scăzut de fier şi unul ridicat de aluminiu) necesară unor aplicaţii specifice importante (de exemplu ecranele TV/computerului). Prin urmare, deşi producătorul italian Maffei este cel mare producător din Europa, cele trei companii mai sus menţionate aprovizionează piaţa italiană cu produse de calitate ridicată. Importanţa utilizării procesului de flotaţie poate fi explicată de către figura următoare:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 239

Feldspar

Quartz

I II III Particles size

Recovery

Figura 36: Particule de feldspat comparativ cu diagrama de regenerare [39, IMA, 2002] În secţiunile I and III o separare mecanică primară (hydrociclonare, centrifugare) poate fi atinsă. În secţiunea II, fie either optical, flotation or electrostatic separation poate fi folosită pentru a separa feldspatul de cuarţ, depinzând atât de caracteristicile intrinseci ale materialului brut, cât şi de cerinţele produsului finit. Următoarea schemă tehnologică prezintă etapele parcurse pentru recuperarea feldspaţilor.

Chapter 3

240 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Funderflow

Raw clay extraction

Classifier drums

Dewatering

Hydrocyclone

underflow

Flotation unit

Crusher

Gangue(concentrated sand)

overflow

overflow

Micas or Gangue

Dewatering

F

underflow

overflow

Feldspar flotation unit

Dewatering

Drum drying

Ball milling

Magnetic separator

Quartz products

+ + + + + +

_ _ _ _ _ _

Heating

Quartz products

Iron oxides

Magnetic separator

Electrostatic separation

Coarse sand, gravel and stones

Storage & Sales(feldspar) Storage & Sales

(feldspar)

Drum drying

Gangue

Dry process(see next page)

Figura 37: Schema tehnologică privind recuperarea feldspatului prin intermediul flotaţiei

[39, IMA, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 241

Screening

Ball milling

Storage & Sales(0 - 6 mm)

Ball milling

Magnetic separator

Storage & Sales(150 - 45 mm)

Drying

Optical separation

Brown waste-rock

Iron oxides

...

Figura 38: Faza de prelucrare uscată în recuperarea feldspaţilor [39, IMA, 2002] În cadrul prelucrării feldspaţilor, se pot distinge trei etape diferite de flotaţie şi anume flotaţia micelor, flotaţia oxizilor şi flotaţia felspaţilor. Fiecare dintre acestea necesită un regim reactivant diferit.

Chapter 3

242 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Următorul tabel prezintă input-urile şi output-urile principalelor etape de prelucrare a feldspaţilor. Etape de prelucrare Intrări Ieşiri 1. Măcinare & Sortare material brut

apă slurry mixture (conţinând

feldspat) nisip grosier, pitriş şi pietre-roci

2. Hidrociclonare amestec de şlam apă

Debit feldspat, nisip fin şi mice

Debit inferior

gangă: nisip concentrat apă tehnologică

3. Deshidratare prin filtre cu sită sau cu vid

feldspat, nisip fin şi mice feldspar, fine sand and micas apă tehnologică

4. Flotaţia micelor şi a oxizilor

feldspat, nisip fin şi mice stabilizator cu spumă acizi (H2SO4) agenţi activi de suprafaţă

Debit mice sau oxizi

Debit inferior

feldspat, nisip fin şi cuarţ apă de proces

5. Deshidratare prin filtre cu sită sau cu vid

rezultat al debitului inferior din cadrul etapei anterioare

feldspat, nisip fin, cuarţ apă tehnologică

6. Flotaţia feldspaţilor feldspat, nisip fin, cuarţ stabilizator cu spumă acizi (HF) agenţi activi de suprafaţă

Debit feldspat

Debit inferior

nisip fin şi cuarţ apă tehnologică

7. Deshidratarea prin filtre rezultat al debitului din cadrul etapei anterioare

feldspat (umiditate <25 %)

feldspat (umiditate <25 %) apă tehnologică

8. Uscarea feldspat (umiditate <25 %) feldspat (umiditate <1 %) 9. Separarea magnetică feldspat (umiditate <1 %) feldspat (umiditate <1 %)

oxizi de fier

Tabelul 51: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape de prelucrare a minereurilor feldspatice [39, IMA, 2002] În cadrul exploatărilor din regiunea Segovia şi din Finlanda, procesul utilizat pentru separarea nisipurilor feldspatice de cele cuarţoase este acela al flotaţiei în mediu puternic acid, pentru care este folosit acidul fluorhidric. Instalaţiile de flotaţie sunt alimentate cu particule-fracţiuni mai mici de un milimetru. Staţiile de prelucrare a minereurilor au o capacitate de 2400 tone/zi. [110, IGME, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 243

1.2.3.3 Managementul sterilului 1.2.3.3.1 Caracteristicile/proprietăţile sterilului Un exemplu de analiză chimică a eluate de steril este prezentat mai jos:

Parametru Uniăţi de măsură

Resultate

pH- eluat după 2 ore - 7.76 pH- eluat după 8 ore - 9.06 pH- eluat după 24 ore - 9.14 pH- eluat după 48 ore - 9.20 pH- eluat după 72 ore - 9.04 pH- eluat după 102 ore - 9.03 pH- eluat după 168 ore - 8.5 pH- eluat după 384 ore - 8.0 Cianură µg/l <10 Clorură mg/l <10 Fluorură mg/l <0.5 Nitrat mg/l 23 Sulfat mg/l 101 Arseniu µg/l <5 Bariu mg/l <0.1 Cadmiu µg/l 4 Cobalt µg/l <100 Crom µg/l 14 Beriliu µg/l <1 Mercur µg/l <0.1 Nichel µg/l 2 Plumb µg/l 19 Cupru µg/l 16 Seleniu µg/l <1 Vanadiu µg/l <100 Zinc mg/l 2.4 COD mg/l de O2 27

Tabelul 52: Exemplu de analize chimice ale eluatului de feldspat Tabelul următor prezintă caracteristicile/proprietăţile materialelor eliberate în timpul procesului, astfel:

Etapa/faza procesului Materiale eliberate în timpul procesului

Destinaţia/Scopul

Comminution and classifying nisip grosier, coarse sand, pitriş şi bolovani

by-product sau bocşă de steril

Hydrociclonare nisip concentrat apă tehnologică

by-product sau iaz de decantare

Deshidratare prin ecranare sau filtre cu vid

debitul apei epurate este direct recirculat sau folosit pentru a menţine rezervele de apă

Flotaţia micelor mica apă tehnologică

by-product sau iaz de decantare a sterilului

Flotaţia oxizilor oxizi apă tehnologică

iaz de decantare a sterilului

Deshidratarea prin ecranare sau prin filtre cu vid

debitul apei epurate este direct recirculat sau folosit pentru a menţine rezervele de apă

Flotaţia feldspaţilor nisip fin, cuarţ şi mice apă tehnologică

by-product sau iaz de decantare a sterilului

Deshidratarea în filtre clear water overflow is directly recycled or used to hold reserves of water apă tehnologică, iaz de steril

Uscarea nici unul nu este cazul

Chapter 3

244 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Separarea magnetică oxizi de fier by-product or tailings heap

Tabelul 53: Produse şi steril rezultate de la staţia de prelucrare a feldspaţilor [39, IMA, 2002] Pe lângă haldele de steril ce contin nisip de granulatie mai mare, pietris si pietre, exista iazuri de steril ce contin: Materiale solide: • nisip fin şi mica (50 – 70%) • anumiţi oxizi de fier (mai puţin de 10 %) • agenţi floculanţi (in the ppm range) • fluoride strongly adsorbed or bounded onto the solids. Lichide (apă tehnologică) • apă având valoarea pH-ului de aproximativ 4.5 • stabilizator cu spumă (traces) • fluoride (100 – 1000 ppm). 1.2.3.3.2 Metode de management aplicate La majoritatea amplasamentelor sterilul este descarcat în bazine de sedimentare din cadrul minei, şi de aceea acestea nu au baraje. Fundurile iazurilor sunt căptuşite cu strate de argilă. La una din exploatările din Segovia, sunt generate 110000 tone de steril pe an (producţia minieră este de 600000 tone/an). Acesta constă într-o fracţiune nisipoasă (80000 tone/an) şi sterilul rezultat în urma procesului de flotaţie. Fracţiunea nisipoasă constă în nisipuri grosiere care nu au o piaţă de desfacere. Acestea unt folosite ca material de umplere pentru carieră. Sterilul de flotaţie este filtrate. Turta de filtrare (28000 tone/an) este de asemenea folosită ca umplutură, în timp ce şlamul rămas este trimis în iazuri mici. Suprafaţa de umplere din carieră a fost pregătită prin introducerea unui sistem de drenaj pentru a controla şi preleva probe de apă înainte de descărcarea în râu. Concentratul de flotaţie este condus către o instalaţie de tratare care generează 200 tone/an de noroi cu conţinut de fluorură de calciu, pentru neutralizarea acidului fluorhidric folosindu-se calcarul. După filtrarea într-un filtru-presă, noroiul este utilizat la ramblaiere împreună cu sterilul. Sterilul de flotaţie nu este neutralizat direct, insa iazul de decantare are patru sonde de control în perimetrul său, de la care apa de înfiltraţie este pompată la staţia de epurare. [110, IGME, 2002] Bocşele de steril au o înclinare naturală de 30 to 45°. 1.2.3.3.3 Siguranţa TMF-ului şi prevenirea accidentelor TMFurile sunt controlate atât visual, cât şi prin intermediul studiilor topografice. 1.2.3.4 Current emissions and consumption levels 1.2.3.4.1 Managementul apei şi reactivilor 1. Flotaţia micelor:

Chimicale folosite în proces:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 245

Chimicale pH/concentraţie Acid (H2SO4) A se ajusta până la o valoare de 3 a pH-ului Agent activ de suprafaţă 10 - 100 ppm Stabilizatori cu spumă 10 - 100 ppm

2. Flotaţia oxizilor:

Chimicale folosite în proces:

Chemicals pH/concentraţie Acid (H2SO4) A se ajusta până la o valoare de 3 a pH-ului Agent activ de suprafaţă 10 - 500 ppm Stabilizatori cu spumă 10 - 100 ppm

3. Flotaţia feldspaţilor:

Chimicale folosite în proces:

Chemicals pH/concentraţie Acid (HF) pH <3 Agent activ de suprafaţă 10 - 500 ppm Stabilizatori cu spumă 10 - 100 ppm Soluţie alcalină (CaO, Ca(OH)2, NaOH) A se adjusta până la o valoare de 4.5 a pH-ului

Apa este neutralizată cu CaO, Ca(OH)2, Na(OH) până la valori ale pH-ului în jur de 7; folosind ionii de calciu există un avantaj using calcium ions there is the advantage that the fluoride is bounded and a larger part of it disappears from the balance because the CaF2 is almost insoluble. După acestă tratare, apa este adăugată apei uzate. 1.2.3.4.2 Consumul energetic Consumul energetic mediu pentru prelucrarea minereurilor de feldspat este de aproximativ 300 MJ/tone. În orice caz, discrepanţe mari au fost observate de la un amplasament la altul (min: 10 – max: 1800). 1.2.4 Fluorina 1.2.4.1 Mineralogie şi tehnici miniere Elementul chimic fluor (F) nu este rar în scoarţa terestră (la 0.07 %, reprezintă al 13-lea cel mai des abundant element după greutate), dar în stare naturală concentraţiile sunt insuficiente. Fluorina (F) şi calciu(Ca) sunt două elemente sunt puternic legate în CaF2, molecula acestuia fiind foarte stabilă. [43, Sogerem, 2002] Mineralogia exploatării fluorinei/sulfurii de plumb poate fi descrisă după cum urmează: • fluorina, cu valori cuprinse în intervalul 26 – 38 % • sulfura de plumb, cu valori incluse în intervalul 1.5 – 8 % • sulfatul de bariu • sulfura de zinc • sulfura de fier, precum pirita şi marcasita • carbonat de calciu, precum calcitul • cuarţ • silicaţi.

Chapter 3

246 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Din cele mai sunt prezentate, doar primele două sunt de interes economic; dimensiunea de degajare de 6 mm face pulverizarea şi separarea relativ simple, până la a preconcentra mineralele într-un process de separare în mediu dens static. [44, Italia, 2002]. Exploatarea minieră are loc atît în subteran cât şi la suprafaţă (în carieră). În cazul uneia din exploatările în subteran, este aplicată într-un filon, metoda de exploatare cu rambleu.[44, Italia, 2002]. Exploatarea fluorinei în Austria este efectuată în trei mine, folosind metoda cu camere şi stâlpi. Depozitul este de tip hidrotermal, unde CaCO3 a fost înlocuit de CaF2. Aproximativ 60000 m3 de rocă steril este generată în fiecare an în exploatarea minieră. Această rocă steril este rambleiată direct în camere. [110, IGME, 2002]. 1.2.4.2 Managementul sterilului

1.2.4.2.1 Separarea gravitaţională La mina de fluorină din Pirineii de Sud, după concasarea minereului în particule de dimensiuni mai mici de 30 mm, diferitele componente ale acestuia sunt supuse separării în mediu dens. Prin intermediul acestui proces este posibil să crească conţinutul de CaF2 din minereu de la 30– 60 % până la aproximativ 90 %. Separarea gravitaţională este un proces continuu care se realizează în apă, la o temperatură ambiantă, în circuit închis (hidrociclon sau cilindru), cu reglare automată. Apa este recirculată într-un circuit închis. Materialul spălat este sortat în funcţie de dimensiuni (2 mm, 5 mm, 25 mm) şi depozitat în exterior, pe o suprafaţă de beton. Întreaga cantitate de steril este procesată ulterior în staţia de flotaţie, prezentată în continuare, pentru a creşte gradul de recuperare. Produsul finit poate fi comercializat în stare umedă, livrarea către clienţi fiind realizată cu ajutorul camioanelor cu benă basculantă acoperite. Dacă este livrat în stare uscată, transportul poate fi realizat cu ajutorul camioanelor cu benă basculantă acoperite sau al camioanelor pentru silozuri. [43, Sogerem, 2002] 1.2.4.2.2 Flotaţia La mina de fluorină din Munţii Pirinei de Sud, după concasare şi şlefuire, minereul cu un conţinut de fluorină în jur de 40% este măcinat astfel încât să se ajungă la particule de dimensiuni mai mici de 1 mm, şi apoi este dispersat în apă. Granulele de fluorină devin hidrofobe prin acţiunea de suprafaţă a acizilor graşi naturali (cum ar fi acidul oleic). Particulele “grase” împreună cu bulele de aer injectate formează o spumă care ulterior este îndepărtată mecanic la suprafaţa celulelor. Această spumă, conţinând în principal florură de calciu, de ex. 97 – 98 % CaF2 (bazele uscate), este spălată în mod repetat cu apă. Prin filtrarea şlamului se obţine o turtă de filtrare, având o umiditate de 10%. [43, Sogerem, 2002] In Asturia, minereul provenit din trei mine, 400.000 tone/an, este prelucrat într-o singură staţie. Distanţa dintre mine şi staţia de prelucrare a minereurilor este de 18 până la 100 km. Staţia de prelucrare asigură concasarea primară şi secundară a minereurilor, măcinarea fină şi flotaţia la temperaturi înalte. [110, IGME, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 247

1.2.4.2.3 Prelucrarea fluorinei/galenei Mina Silius din Sardinia produce minereuri de fluorină şi galenă. Rata medie anuală de producţie este de 45.000 tone minereu cu conţinut de CaF2 în proporţie de 97% şi de 5.000 tone minereu cu conţinut de 67% PbS. Mina Silius este singura mină din Europa din care se extrage fluorină şi galenă. Producţia de fluorina este vândută unei fabrici de produse chimice, iar galena unei topitorii situate în partea de Sud-Vest a Sardiniei. Minereul este pre-tratat după extracţie prin metoda separării gravitaţionale. Produsul rezultat, cu un conţinut de fluorină de 43 – 50 %, este transportat cu ajutorul autocamioanelor la staţia de prelucrare a minereurilor, aflată la 57 km depărtare de mină. Localizarea acesteia atât de departe faţă de mină este cauzată de existenţa, în acea zonă, a surselor de apă necesare prelucrării minereurilor. Minereul este măcinat în moara cu bile, dimensiunile în proporţie de 100% depăşind 0.5 mm. Primul mineral recuperat este galena, în etapa terţiară a unităţii de flotaţie. Ceea ce rămâne în urma acestei etape, este ulterior procesat într-o a patra etapă pentru a se obţine fluorina. Produsele care urmează să fie comercializate sunt filtrate în filtre cilindrice. [44, Italia, 2002] 1.2.4.3 Managementul sterilului 1.2.4.3.1 Metode de management aplicate În cazul minei din Munţii Pirineii de Sud, sterilul, cu un conţinut de 1 până la 5% CaF2, este rambleiat backfilled în mină după ce a fost deshidratat prin intermediul filtrelor-presă, existente chiar în interiorul staţiei. Apa utilizată este în întregime recirculată în sistem. Macrogranulaţia sterilului este apropriată de cea a minereului finit de fluorină, avînd dimensiuni mai mici de 350 µm. Consituenţii sunt silicea şi argila şistoasă (80 - 90 % SiO2) şi într-o cantitate mai redusă derivaţii de fier (5 - 10 % Fe2O3: argile şistoase, hidroxizi de fier, carbonaţi de fier), alţi ozizi (1 – 2 % Al2O3), sulfuri de fier/cupru şi bineînţeles câteva produse reziduale - CaF2 (în general 1 – 5 %). În alt caz, cum ar fi exploatarea din Sardinia, sterilul este ciclonat în mediu dens pentru a separa nisipurile de nămoluri. Nisipurile se depun în “bazinele de nisip“, în timp ce nămolurile sunt pompate către “bazinele de decantare“. Apa tehnologică este epurată în trei iazuri. Apa curată din cel de al treilea iaz este parţial reciclată şi parţial deversată în râu. Volumul total al iazurilor de de decantare a sterilului este de aproximativ 1.300.000 m3. Nisipurile uscate sunt depozitate în bocşe şi apoi sunt vândute pentru construcţii civile; nămolurile rămân sub evaluare în vederea refolosirii lor pentru fabricarea ţiglelor sau a cimentului. În viitor, se urmăreşte desfiinţarea bazinelor de decantare prin introducerea secţiunilor de filtre-presă. Amenajările de steril sunt situate lângă staţia de prelucrare, în imediata vecinătate a râului. Terenul pe care se găsesc acestea este format din straturi alternante de nisip şi argilă, astfel încât nu sunt posibile infiltraţii în pământ. Sterilul este depozitat într-un bazin convenţional, cu nucleu de argilă, având în general formă trapezoidă. Înclinarea bazinului este de 1:1.5. Bazinele sunt înălţate la fiecare trei sau patru ani. În prezent se realizează un studiu privind caracteristicile amplasamentului, în vederea evaluării sale din punct de vedere chimic, comportarea instalaţiei de leşiere s.a.m.d. Ca urmare a acestui studiu, vor

Chapter 3

248 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

fi adoptate soluţii alternative la managementul actual al sterilului. Un factor important ce trebuie luat în considerare este legat de conţinutul în metale grele, fiind propuse sisteme care să împiedice migrarea acestor metale în apă şi contaminarea terenurilor învecinate. [44, Italia, 2002] Sterilul rezultat de la exploatarea din Austria este descărcat în mare, după ce au fost eliminate particulele grosiere si fractiunile valorificabile separate prin hidrociclonare. [110, IGME, 2002]. 1.2.4.3.2 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor În exploatările de fluorină/galenă, înclinările barajului şi sistemele de decantare sunt verificate vizual, în fiecare zi. Apa eliminită prin supraîncărcarea iazurilor este verificată săptămânal din punct de vedere chimic, înainte de deversarea ei în râu. Pânza freatică este controlată cu ajutorul piezometrelor. Din motive de siguranţă, înălţimea barajelor este limitată la 7 - 10 m. Nu există planuri speciale în caz de urgenţă pentru că se consideră că riscul de a se produce un accident grav este “practic nul”. [44, Italia, 2002] 1.2.4.3.3 Închiderea minelor şi întreţinerea ulterioară Planul de închidere şi de întreţinere ulterioară pentru exploatările de fluorină/galenă sunt în curs de elaborare. Costurile de închidere sunt estimate la câteva milioane Euro. Monitorizarea amplasamentului după încetarea duratei operaţionale trebuie efectuată timp de câţiva ani (în prezent în jur de 10 ani sunt prevăzuţi), pentru a se stabili dacă are loc migrarea metalelor grele. Nu există aranjamente pentru o asigurare financiară care să se acopere riscul de poluare pe termen lung, dar compania a înfiinţat un fond special în bilanţul anual, prin care să finanţeze închiderea exploatărilor. [44, Italia, 2002]. 1.2.4.4 Managementul sedimentelor sterile O singură operaţie de ramblaiere cu toate rocile steril împreună cu sterilul în exploatările din subteran. Roca steril provine din excavaţia galeriilor aflate în masa rocii, în afara zăcământului. Roca steril este utilizată ca material de umplere, astfel încât suprafaţa bocşelor să fie redusă la minim şi să fie utilizată numai pentru o depozitare temporară a sterilului. [44, Italia, 2002]. 1.2.4.5 Emisii curente şi niveluri de consum

1.2.4.5.1 Managementul apei şi al reactivilor Într-unul din cazuri, apa epurată de la ultimul iaz de decantare este parţial reutilizată şi parţial deversată în râu. Volumul total al iazurilor de steril este de aproximativ 1.300.000 m3 [44, Italia, 2002]. Apa este epurată înainte de deversare. Reactivii utilizaţi pentru prelucrarea minereurilor sunt de origine vegetală (de ex. oleine provenite din uleiul de măsline sau de pin); potenţialii reactivi periculoşi sunt trataţi chimic înainte de deversare. Consumul de apă este în medie de 8.000 m3 pe zi. [44, Italia, 2002]

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 249

În exploatările din Asturia sunt utilizaţi următorii reactivi: • acid oleic, ca agent colector şi spumant, 400 g/tona • quebracho acid tanic, ca aditiv anticongelant pentru calcit • carbonat de sodiu, ca ajustor al pH-ului. [110, IGME, 2002] 1.2.4.5.2 Contaminarea solului În exploatările de fluorină/galenă, din cauza caracteristicilor materialului prelucrat, se poate produce o contaminare cu metale grele. Metalele conţinute sunt plumbul, zincul, fierul şi fluorul. Totuşi, concentraţiile sunt scăzute, iar emisiile monitorizate. 1.2.5 Caolinul 1.2.5.1 Mineralogie şi tehnici miniere Mineralele argiloase se împart în patru grupe principale. Una dintre acestea este grupa caolinitului. Din această grupă fac parte trei minerale (caolinitul, dichita, nacrita), iar formula chimică este Al2Si2O5(OH)4. Diferitele minerale sunt polimorfe, ceea ce înseamnă că acestea au aceeaşi compoziţie chimică, dar structuri diferite. Structura generală a grupei caolinitului este formată din plăci de silicat (Si2O5) legate de straturi de oxiz/hidroxid de aluminiu (Al2(OH)4) denumite straturi de gibbsit. Straturile de silicat şi de gibbsit sunt strîns legate între ele prin intermediul unei îmbinări slabe existente între straturi. [37, Mineralgallery, 2002]. Caolinitul se poate forma ca un produs rezidual de alterare, prin alterare hidrotermică şi ca mineral sedimentar. Prezenţele-răspândirile reziduale şi hidrotermice sunt clasificate ca primare, iar cele sedimentare ca fiind secundare. Caolinele primare sunt acelea care se formează in-situ, în general prin alterarea rocilor cristaline precum granitul sau gnaisul. Alterarea se produce ca efect al agenţilor atmosferici, al circulaţiei pânzei freatice sau datorită acţiunii fluidelor hidrotermale. Caolinele secundare reprezintă minerale sedimentare care au fost erodate, transportate şi depozitate ca straturi sau lentile asociate cu alte roci sedimentare. Majoritatea depozitelor secundare s-au format prin depunerea caolinitului care s-a format în alte părţi. Unele dintre depozite de caolin, care pot fi considerate fie primare, fie secundare, sunt depozitele de sedimente care au fost alterate după depozitare, în principal de pânza freatică. Caolinul este extras din şlamuri fie prin mijloace hidraulice, fie prin simpla excavaţie (de ex. prin utilizarea plugului încărcător). 1.2.5.2 Prelucrarea minereurilor Metodele utilizate în procesarea caolinului diferă enorm în funcţie de companie; producătorii de caolin folosesc echipamente şi metode variate. Chiar şi atunci când companiile utilizează aceleaşi metode, acestea le pot aplica în diferite faze ale procesării. Minereul de caolin, alcătuit în general din caolinit, cuarţ, mică, residuuri de feldspat, etc., este de obicei supus prelucrării umede în vederea eliminării mineralelor nedorite din compoziţia sa. Procesul cuprinde următoarele etape: • plasarea minereului în suspensie cu ajutorul apei • recuperarea caolinului prin strecurare şi ciclonare • concentrarea suspensiilor prin decantare în bazine, urmată de trecerea acestora prin filtre-presă.

Chapter 3

250 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Proprietăţile caolinului (strălucire, reologie, puritate, distribuţia granulometrică) pot fi îmbunătăţite pe parcursul prelucrării prin separare mecanică, decolorare sau centrifugare. Pulverizarea nu este necesară în general. Uneori, în perioada de iarnă, sunt utilizate concasoarele (de ex. concasoarele cu fălci, concasoarele cu valţuri, hidro-con, etc.) pentru spargerea materialului brut îngheţat. Mai pot fi utilizate ca material de umplutură şi argila grosieră sau argila ceramică. O altă opţiune este îmbunătăţirea calităţii produsului obţinut printr-o procesare ulterioară. Procesul de flotaţie este astfel folosit pentru a rafina argila grosieră şi pentru a creşte gradul de recuperare a caolinului. Se poate ajunge astfel la o creştere a eficienţei în recuperarea caolinului de până la 15%, ceea ce reprezintă o îmbunătăţire semnificativă în ceea ce priveşte gestionarea acestei resurse naturale. Cu toate acestea, nu toate companiile producătoare utilizează procedeul flotaţiei. Alegerea acestei metode depinde de cerinţele legate de calitatea produsului şi de caracteristicile depozitului. Figura următoare ilustrează o schemă tehnologică tipică de prelucrare a caolinului

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 251

Flotation unit

• Magnetic separation• Bleaching• Centrifugation

overflow

underflow

Raw clay extraction

Classifier drums

ScreeningHydrocyclones

Thickening

Filtering

Drying

Productseparationand benefication

Milling plant Calcining plant Storage forbulk and bagged clays

Slurry plant forthickening clays

Powderedclays

Calcinedclays

Pelletised orlump clays

Slurriedclays

Coarse sand,gravel and stones

Fine sand, fine micasand fine feldspar

Very fine sand,fine micas

and iron oxides

underflow

overflow

F

Figura 39: Schema tehnologică a prelucrării caolinului [40, IMA, 2002] Importanţa utilizării procesului de flotaţie poate fi explicat prin intermediul următoarei figuri:

Chapter 3

252 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

K

MicaFS Q

I II VIII

IV Grain size

QuantityK: kaolinFS: feldsparQ: quartz

Figura 40: Grafic prezentând dimensiunea granulelor de caolin comparativ cu cantitatea [40, IMA, 2002] În Secţiunile I, III şi IV, o separare mecanică primară (prin ciclonare, centrifugare) poate fi atinsă. În Secţiunile II şi IV dimensiunea granulelor diferitelor minerale este aceeaşi. În situaţia în care există chiar şi o mică diferenţă în ceea ce priveşte greutatea specifică, separarea mecanică nu este posibilă. Alte metode vor trebui să fie utilizate. În cazul granulelor de dimensiuni mai reduse (Secţiunea II), singura metodă de separare este flotaţia. Pentru granulele de dimensiuni mai mari, Secţiunea IV, este posibilă utilizarea altor metode, precum separarea electrostatică a feldspatului.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 253

Tabelul următor prezintă intrările şi ieşirile principalelor etape efectuate în procesarea caolinului Etapa Intrări Ieşiri Clasificare Material brut

Apă Nisip brut, pietriş şi pietre Amestec de şlam(conţinând caolin)

Hidrociclonare Amestec de şlam Apă

Debit Caolin + nisip fin, mice, (şi feldspat) Debit inferior Caolin + nisip fin, mice, (şi feldspat) Apă tehnologică

Flotaţie Debitul inferior din etapa anterioară sau concentrat de caolin Acid (H2SO4, H3PO4) Agenţi activi de suprafaţă Produse chimice anti-spumante Soluţie alcalină (NaOH)

Debit Amestec de caolin (după neutralizarea acidului) Debit inferior Nisip foarte fin, mice, (şi feldspat) Apă tehnologică

Îngroşare Debitul din etapa II sau flotaţie Coagulant

Concentrat de caolin (15 – 30 % conţinut solid)

Separarea produselor Concentrat de caolin sau amestec de caolin Separare magnetică Decolorare Hidrosulfat de sodiu Ozon

Centrifugare

Caolin Oxizi de fier (în cantitate foarte mică) Nisip foarte fin şi mice

Filtrare Caolin, Concentrat de caolin Caolin (umiditate <18 %) Apă tehnologică

Uscare Caolin (umiditate <18 %) Produse din caolin

Tabelul 54: Intrări şi ieşiri ale principalelor etape efectuate în procesarea caolinului [40, IMA, 2002]

Chapter 3

254 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1.2.5.3 Managementul sterilului 1.2.5.3.1 Caracteristicile sterilului Caracterizarea materialelor rezultate în urma procesării.

Etapa procesului Materialele rezultate din proces Destinaţie Clasificare Nisip brut, pietriş şi pietre haldă sau produse vandabile

(dacă există piaţă locală de desfacere)

Hidrociclonare nisip fin, mice, (şi feldspat) apă tehnologică

dacă conţin feldspaţi, sunt purificaţi ulterior

mica este un produs comercial nisipul fin: bocşă sau produse

vandabile (dacă există piaţă locală de desfacere)

iaz de de decantare a sterilului Flotaţie nisip foarte fin, mice,

(şi feldspat) apă tehnologică

iaz de decantare a sterilului dacă conţin feldspaţi, sunt

purificaţi ulterior Îngroşare Debitul de apă curată este reutilizat în mod direct sau păstrat ca rezervă de

apă Separarea produselor nisip foarte fin şi mică

oxizi de fier iaz de decantare a sterilului sau bocşă (în comparaţie cu alte

produse, cantitatea rezultată este neglijabilă)

Filtrare apă tehnologică iaz de decantare a sterilui apa tehnologică poate şi

reutilizată (în funcţie de agenţii coagulanţi utilizaţi)

Uscare

Table .55: Sterilul şi produsele rezultate din procesarea caolinului [40, IMA, 2002] În afară de bocşa de nisip grosier, pietriş şi pietre, mai există şi lagunele de steril care conţin: Materiale solide: • nisip fin şi mice (mai mult de 95 %) • anumiţi oxizi de fier (mai puţin de 1 %) • coagulanţi (de ordinul ppm). Lichid (apă tehnologică) • apă cu un nivel al pH-ului în jur de 4.5 • anumiţi fosfaţi • anumiţi sulfaţi • anti-spumanţi. 1.2.5.3.2 Metodele de management utilizate În afara bocşelor de nisip grosier, pietriş şi pietre, există de asemenea iazurile de steril pentru deşeurile fine. Acestea reprezintă un amestec de particule de argilă fină (95% din conţinutul solid) cu anumiţi agenţi activi de suprafaţă şi agenţi anti-spumanţi (de ordinul ppm) într-o soluţie acidă (cu un pH în jur de 4,5). În general iazurile de steril sunt utilizate pentru epurarea apei înainte ca aceasta să fie reutilizată sau deversată în râu. Iazurile sunt prevăzute cu straturi impremeabile de argilă.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 255

În exploatarea de la Nuria, sterilul este ultrafin după clasificare (reprezentând 2% din alimentarea totală). Flotaţia nu este aplicată. Aceste particule fine sunt deshidratate în mai multe rezervoare de beton (fiecare având o dimensiune de aproximativ 300 m2). Rezervoarele sunt golite de apă cu ajutorul sifoanelor. În perioada de vară materialul fin deshidratat este depozitat în bocşa de rocă steril. [110, IGME, 2002]. Barajul de mică de la Kernick reprezintă o amenajare de steril micafer utilizat în industria caolinului în Cornwall, Marea Britanie. Acesta este operaţional de 30 de ani, fiind unul dintre cele mai mari baraje din Europa. Suprafaţa ocupată de acest baraj depăşeşte 55 ha, iar înălţimea lui este de 92 m (faţă de cel mai scăzut nivel al solului). Barajul conţine aproximativ 14 milioane tone de material de umplere voluminos, care conţin în jur de 28 tone de steril micafer. Întreaga structură constă într-un dig construit în jurul unei mine (cariere) de caolin dezafectate care a fost în prealabil umplută cu steril micafer. Scopul acestui dig este reţinerea sterilului în cadrul fostei cariere. Industria caolinului generează trei tipuri principale de deşeuri: • roca steril, cunoscută sub denumirea de ‘stent’ care reprezintă un amestec de granit necaolinizat şi

alte minerale grele rezultate prin forare şi explodare • steril nisipos, un nisip grosier cu conţinut de silice rezultat în urma separării mecanice • steril micafer, un reziduu de mică şi nisip foarte fin rezultat în urma flotaţiei. Sterilul nisipos şi roca steril au fost folosite pentru construcţia barajului în anumite zone unde separate de straturi intermediare. Roca steril, chiar şi cu o granulometrie între 50 mm şi 750 mm, formează un nucleu pentru captarea şi drenajul infiltraţiilor la nivelul structurii. Sterilul nisipos, în conţinutul căruia nu se întâlnesc particule cu granulometrie mai mare de 150 mm, dar în mod obişnuit mai mici de 25 mm, formează atât partea inferioară, cât şi pe cea superioară a barajului principal. Stratul intermediar care conţine piatră curată concasată, avînd de obicei dimensiuni între 75 mm şi 125 mm, constituie un strat de legătură între sterilul nisipos şi nucleul sedimentelor sterile. Digul este construit pe o suprafaţă de teren pregătită în prelabil, de pe care au fost eliminate vegetaţia, stratul de suprafaţă, stratul alterat şi materiile uşoare. Cavitatea a fost impermeabilizată prin compresoare vibratoare şi umplută cu nisip curat astfel încât să rezulte o posibilă viitoare fundaţie. Un strat de drenaj cu o grosime de 1 m format din piatră netedă a fost prevăzut pe întreaga lungime şi lăţime a nucleului de piatră şi în avalul îndiguirii. Acest strat este prevătut cu un şanţ longitudinal situat la baza nucleului din piatră la nivelul căruia sunt instalate mai multe conducte din beton ranforsat. Aceste conducte sunt conectate la un sistem de canalizare utilizat pentru direcţionarea infiltraţiilor în afara structurii, către camerele colectoare, înainte de deversarea finală în cursul de apă aflat în apropiere. În timpul construcţiei, îndiguirea a fost protejată (separată) de operaţiunile de umplere a carierei prin intermediul unui batardou realizat din materiale reziduale depozitate la întâmplare. În aval şi amonte, îndiguirile din steril nisipos au fost înălţate cu straturi orizontale cu o grosime de aproximativ 0,5 m care au fost compactate cu ajutorul unor compresoare vibratoare. Nucleul din piatră a fost realizat cu ajutorul camioanelor pentru a se asigura o distribuţie uniformă şi nu a fost compactat (altfel decât cu ajutorul greutăţilor şi al buldozerelor care au nivelat suprafaţa). Stratul intermediar a fost aşezat cu ajutorul unei maşini de încărcat cu bene, pentru a a se asigura o grosime maximă de 3 m. Partea exterioară a îndiguirii are un profil proiectat la 35°/32° (1:1.5/1:1.7 (V:H)) căruia i s-a adăugat un strat protector subţire de pământ pentru a permite dezvoltarea ulterioară a vegetaţiei. Este utilizată o tehnică hidro-insamantare pentru a permite pulverizarea unui amestec de iarba, legume, îngrăsăminte, piatră de var şi lianţi organici care, împreună, permit creşterea unei vegetaţii dense, tipică pentru zonele necultivate din sud-vestul Angliei.

Chapter 3

256 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Depozitarea sterilului se realizează cu ajutorul conductelor şi a robinetelor pe întreaga coamă a barajului. Separarea hidraulică depune mica brută pe partea finala interioară a barajului cu particule fine, unde apa este decantată prin intermediul unei pompe gabare. Apa decantată este: • fie reutilizată în procesul de exploatare sau • fie deversată în râu (împreună cu apa uzată eliminată din sistemul de drenare aferent iazului). Stabilitatea întregii structuri este monitorizată prin intermediul controlului de monumente pentru a se putea urmări orice deplasare orizontală/verticală, cu ajutorul piezometrelor pentru a controla infiltraţiile în pânza freatică la nivelul bazinului şi în afara acestuia, precum şi prin intermediul stăvilarelor pentru a măsura debitul apei subterane brute la nivelul canalului final de deversare. Pentru a se asigura o capacitate de stocare suplimentară, se utilizează nisipul compactat care este plasat direct pe malul “uscat”, contribuindu-se astfel şi la crearea unui profil peisagistic către suprafaţa finală a lagunei, care poate fi ulterior deshidratat şi vegetat. [125, Grigg, 2003] 1.2.5.3.3 Siguranţa TMF şi prevenirea accidentelor TMF urile sunt monitozizate atât visual, cât şi prin intermediul suprevegherilor topografice. 1.2.5.4 Managementul sedimentelor sterile Exploatarea de la Nuria generează o bocşă de rocă steril de 2,8 Mm3. Înainte de instalarea unui sistem de drenaj (constând din ţevi perforate, acoperite cu pietriş şi geotextil), a fost eliminat stratul de pământ de la suprafaţă. Înălţimea carierei este de 15 m, cu berme late de 10 m. [110, IGME, 2002]. 1.2.5.5 Nivelul actual al emisiilor şi al consumului 1.2.5.5.1 Managementul apei şi al reactivilor Reactivii utilizaţi în procesul de flotaţie a caolinului sunt prezentaţi în următorul tabel.

Reactiv Concentraţie medie Acid (H2SO4, H3PO4) Pentru a ajunge la o valoare a pH-ului de

aprox. 2.5 Agent activ 10 - 100 ppm Anti-spumanţi 10 - 100 ppm

Soluţie alcalină Pentru neutralizare până la o valoare a pH-ului de aprox. 4.5

Tabelul 56: Reactivii utilizaţi în procesul de flotaţie a caolinului [40, IMA, 2002] 3.1.3.3.1 Consumul energetic Consumul mediu de energie pentru procesul mineral al caolinului este de aprox. 2000 MJ/tona. Consumul mediu de motorina pentru un camion este de 25 l/h.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 257

3.1.4 Calcarul 3.1.4.2 Mineralogie si tehnici de minerit Din punct de vedere mineral, carbonatii de calciu se incadreaza in trei grupe structurale diferite: cea a calcitilor, cea a aragonitelor (ambele CaCO3) si cea a dolomitelor (CaMg(CO3)2). Calcitii cristalizeaza intr-un sistem hexagonal, dar aceste cristale sunt foarte variate in preferinte si adesea extrem de complexe. Romboedrul si scalenoedrul sunt cele mai frecvente forme. Calicitii sunt unele dintre cele mai comune si mai raspandite minerale de pe pamant, mai ales in rocile sedimentare. Aragonitele (CaCO3) se formeaza in conditii fizico-chimice foarte stricte. Cristalizeaza in sistem ortorombic si sunt specifice izvoarelor termale. Totusi, aragonitele (CaCO3) se formeaza si pe baza procesului de biomineralizare; carapecele molustelor, perlele si chiar scheletul uman sunt alcatuite din aragonite. Dolomitul este un dublu carbonat de calciu si magneziu, cu formula CaMg(CO3)2. Ca si calcitii, cristalizeaza in sistem hexagonal. Sunt formati in urma transformarii secundare a calcitilor sedimentati in calcar, sub influenta circulatiei apei, prin substituirea partiala a calciului cu magneziu. Aceste minerale formeaza roci, dintre care creta, piatra de var, marmura si travertina sunt cele mai importante. Creta este o roca sedimentara slab compactata, a carei diageneza este incompleta si formata aproape exclusiv din carbonat de calciu (calcit) Sedimentele din care creta isi trage originea includ, in mod predominant, schelete de coccolithophoridae (alge calcaroase) si cantitati limitate de ciment, insa acesta din urma nu neaparat. Aceasta roca are un aspect fin granulat si este poroasa. Calcarul este folosit ca un termen generic ce desemneaza o roca sedimentara compactata formata din carbonat de calciu. Este folosit adesea ca un sinomim pentru carbonatul de calciu natural. Marmura este o roca metamorfica, rezultata din procesul de recristalizare al calcarului, in conditii de temperatura si presiune mari. Marmura veritabila are o porozitate scazuta si poate cuprinde in strucura cristale de calciti de marimi de pana la cativa centimetri. Travertina, denumita si „tuf calcaros” sau „tuf de izvor”, s-a format din precipitarea chimica sau biochimica a carbonatului de calciu din izvoarele termale, precum calcitii sau uneori aragonitii. Toate aceste minerale, cand sunt de o calitate foarte buna, reprezinta sursa pentru fabricarea carbonatului de calciu industrial. [42, IMA, 2002] Piatra de var este extrasa, aproape exclusiv, din cariere deschise. Piatra de var din Flandersbach are urmatorii parametri: 97 – 98 % CaCO3 <1 % MgCO3 <1 % SiO2 (quartz) uneori are si un continut ridicat de marna sau noroi. [107, EuLA, 2002] 3.1.4.3 Procesarea mineralelor Calcarul La cariera din Flandersbach, dupa detonare, calcarul este transportat de camioane pana la concasor. Aici, rocile reziduale sunt separate de calcar si sunt aruncate in alta cariera deschisa. Calcarul este transportat la instalatia de procesare a mineralelor, care este, in mare parte, o instalatie de spalare pentru a separa namolul de calcar. Noroiul rezulat in urma acestui proces este pompat intr-un helesteu rezidual, o cariera deschisa apropiata. Cantitatea de material brut extrasa din cariera este intre 7 si 8 milioane de tone/an. Aproximativ 10% din acest material brut este reprezentat de roci reziduale, iar alte 10 procente sunt sedimente de noroi, care sunt separate de instalatia de spalare a calcarului. Cantitatea de sedimente pompate in helesteul

Chapter 3

258 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

rezidual este, prin urmare, de aproximativ 700000 tone/an. Pentru spalarea unei tone de calcar este nevoie de 1 m³ de apa de procesare. [107, EuLA, 2002] Carbonatul de calciu Marea majoritate a productiei miniere este vandabila, asa cum reiese din urmatorul tabel.

Cantitate (kt)

Procente

Zacamantul de cariera (carbonat de calciu natural) 16655 100.0 Stocul de vanzare 16100 96.7 Steriluri eliberate in exterior 75 0.4 Praf rezultat pe santier 111 0.7 Steriluri recuperate pentru reabilitarea carierelor 369 2.2

Tabel 3.57: Cifre de productie a carbonatului de calciu in EU in 2000 Steriluri eliberate in exterior: Aceste steriluri includ steriluri de la flotatia cu mica (precum flogopit, mica neagra, muscovit) si impuritati de grafit. Acestea sunt uneori decantate in iazuri sau trimise direct beneficiarului. Praful rezultat pe santier: Acest praf include toate sterilurile provenite din diferitele sisteme de colectare si curatire a prafului din cadrul instalatiei Sterilurile recuperate pentru reabilitarea carierelor: Acest gen de materiale consta in principal din produse de slaba calitate sau din umplutura de pamant si pigmenti care nu corespund specificatiilor produsului. Productia de carbonat de calciu de natural (GCC) incepe cu extractia acestuia. Identificarea zacamantului corespunzator, din punct de vedere al compozitiei, omogenitatii, etc, este esentiala pentru intreg procesul de productie care va urma; trebuie identificata o sursa pura de carbonat de calciu. In general, procesul include spalarea, sortarea mineralelor secundare nedorite, macinarea, clasificarea granulelor dupa marime si posibil si uscarea. Ordinea acestor etape poate varia, in functie de circumstante si de intentia de folosire. La finalul procesului, matelialul este livrat in saci sau vrac (vagoane de cale ferata, vapoare, camioane) in cazul in care este uscat, sau in vrac, in cazul in care este umed. GCC-ul rezulta numai din exploatarea zacamantelor pure de carbonat de calciu (gradul zacamantului>96%). Procesul de productie mentine carbonatul de calciu foarte apropiat de starea sa initiala, rezultand un produs finit ce poate fi livrat fie in forma uscata, fie umed. Praful de marmura bruta este pre-sfaramat si cateodata selectat si spalat, in functie de conditiile geologice. Pulberea de carbonat de calciu este vanduta pentru diferite aplicari, cum ar fi in constructia de drumuri, fabricilor de ciment etc. In procesul uscat, carbonatul de calciu este macinat in rasnite sferice, clasificat si depozitat in silozuri sau in saci, inainte de a fi incarcat in vagoane de cale ferata sau in camioane. Produsele sunt folosite in principal in industria vopselurilor si a maselor plastice, si mai rar in industria chimica, pentru fertilizare sau desulfurare. Carboantul de calciu umed este folosit ca material de umplere sau in industria hartiei, sub forma de particule de carbonat de calciu dizolvat in apa. Materialul macinat este amestecat cu apa in malaxoare cu pistoane, sau macinat in circuit deschis sau inchis, clasificate si depozitate in silozuri, urmand a fi incarcate in vagoane sau in camioane. Datorita conditiilor geologice sau minerale, unele zacamante de carbonat de calciu contin unele minerale nedorite, cum ar fi grafit, mica sau sist. Pentru a indeparta aceste impuritati naturale, sunt utilizate mineritul selectiv si separarea optica, alaturi de alte procese tehnologice de procesare a mineralelor, pentru a putea satisface cererile consumatorilor. Intre aceste tehnologice amintim flotatia sau separarea magnetica. Cand mineralele magnetice sunt infiltrate in marmura, separarea magnetica este o metoda de succes pentru a separa aceste „impuritati”.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 259

Mineralele steril, precum mica (flogopit, mica neagra (biotit), muscovit), conduc la abraziune in masinariile din industria hartiei, in timp de grafitul duce la o intunecare a culorilor in industria vopselurilor. Prin urmare, standardele de productie impun separarea acestor minerale prin principiul flotarii, in timpul procesului de dizolvare. Concentratul ingrosat este, in mod normal, deshidratat cu ajutorul rpeselor cu filtrui Ca in cazul toturor mineralelor, fluxul tehnologic al carbonatului de calciu, ca material de umplutura, si ca pigment trebuie ajustat conform caracteristicelor minerale ale depozitelor de carbonat de calciu. Urmatoarea figura exemplifica fluxul de productie al carbonatului de calciu.

Figure 3.41: Fluxul de productie al carbonatului de calciu [42, IMA, 2002]

Chapter 3

260 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

3.1.4.4 Managementul sterilului 3.1.4.4.1 Caracterisicile sterilului Sterilul de calcar sunt amestecuri de calcit, dolomit, wollastonit si diferiti silicati insolubili, precum si cantitati reduse de metale grele. Dimensiunea granulelor sterilului este, in mod obisnuit, mai mica de 0.25 mm. 3.1.4.4.2 Managementul metodelor aplicate Calcarul La iazul de steril Flandersbach, depozitul redizual este instalat intr-o exploatare adiacenta. Suprafata actuala a acesteia aste de 27 ha. In viitor, aceasta suprafata va creste la 60 ha. Capacitatea totala este de peste 30 Mm³. Depozitul este situat in vecinatatea unitatii de procesare a mineralelor. Conductele ce transporta apa de procesare de la unitatea de procesare a mineralelor pana la depozit si cea a conductelor care transporta inapoi apa epurata au o lungime de aproximativ 1 km. In depozit este si apa subterana provenita din deshidratarea carierei operationale . Surplusul de apa este eliberat intr-un rau din apropiere [107, EuLA, 2002] La cariera Münchehof, sterilul sunt stocate intr-un depozit inconjurat de un baraj. Este aplicata urmatoarea schema de monitorizare:

• monitorizarea nivelului apei subterane din jurul barajului (masuratori lunare) • monitorizarea suprafetei freatice din interiorul barajului • masurarea scurgerilor de apa (intru-un canal colector catre care este pompata toata apa de

scurgere) • supravegherea crestei barajului si a bazei barajului • monitorizarea nivelului apei din baraj (masuratori continue) • inspectie vizuala efectuata de personal calificat

Schema de monitorizare este conceputa in asa fel incat schimbarile din interiorul barajului pot fi recunoscute din timp, astfel incat sa poata fi luate masurile corespunzatoare pentru a mentine stabilitatea barajului. [108, EuLA, 2002] Carbonatul de calciu Industria carbonatului de calciu foloseste iazuri de steril in care apa este recirculata la unitatea de procesare a mineralelor. Sterilul sunt produse secundare vandabile. Pe cat posibil, Sedimentele de steril de roca si Sedimentele de steril minerale sunt, de asemenea, vandute pentru diferite aplicatii, precum constructia de drumuri, fabricarea cimentului si a betonului, insa atunci cand clientii lipsesc aceste agregate trebuie depozitate in halde. Inainte de descarcare, solul este analizat din punct de vedere geologic, hidrologic, sunt cercetate problemele de mediu si stabilitate, pentru a se vedea daca sunt indeplinite conditiile stabilite de autoritatile competente. Aceste studii sunt esentiale pentru a se obtine din partea autoritatilor competente autorizatia infiintarii unei astfel de halde. Sedimentele de steril de roca si Sedimentele de steril minerale sunt descarcate impreuna in straturi orizontale. Treptele finale sunt acoperite imediat cu sol si plantate cu iarba si copaci, potrivit unui plan de refacere pe termen lung. Evolutia haldei este monitorizata, ca si calitatea apei, nivelul apei din sol si stabilitatea pantei, in cazul in care acest lucru este relevant sau solicitat de autoritati. Sedimentele de steril umede sunt fie:

• uscate (prin filtrare) si descarcate in halda de steril, sau • descarcate in sistemul exterior de ape uzate (efluent) in conditii controlate de autoritatile

compatente, sau

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 261

• descarcate intr-un iaz de steril (un exemplu in Europa) In ultimul caz, calitatea zacamantului de mineral este de asa natura incat o treime din piatra din cariera nu este corespunzatoare unitatii de procesare a mineralelor, si a fost folosita la construirea unui baraj initial de 16m, dupa indepartarea materialului umed. Panta de inceput a fost de 1:1 iar miezul impermeabil este protejat impotriva eroziunii de un strat de 1-2 m din material de 0-22mm. Miezul impermeabil consta din 2-3 m de argila inconjurata de o membrana. In cele din urma, barajul a fost marit. Barajul initial a fost latit (+12m) iar inaltimea i-a fost marita (+5m). In prezent, aria iazului de decantare este de aproximativ 45 ha. Toate Sedimentele de steril sunt descarcate in acelasi loc din iaz (varf unic de descarcare). Apa reziduala din interorul barajului este colectata si pompata inapoi in iaz sau, in cazul in care nivelul apei din baraj este prea mare, este evacuata intr-o maniera controlata (calitativ si cantitativ) intr-un sistem de canale colectoare, de unde este preluata de sistemul municipal de colactare a apelor uzate.= Atunci cand nivelul nisipului de flotatie creste pana la un anumit nivel, descarcarea este mutata si nisipul de flotatie uscat este escavat si vandut. Potrivit analizelor nisipului de flotatie (NEN 7341, NEN 7343 si ISO 11466), continutul de metale grele este neglijabil. De asemenea, concentratia reactivilor de flotatie este foarte mica, acesti reactivi fiind bine fixati pe particulele de minerale, dar usor de descompus in stare libera. [42, IMA, 2002] 1.1.1.3.3 Siguranta TMF si prevenirea accidentelor Procedura permisa pentru Facilitatile de Management al Sterilului (Tailings Management Facility – TMF) la cariera de la Münchehof include, potrivit DIN 19700 T 10, o dovada a stabilitatii barajului, incluzand aspectele statice si hidraulice. Calculele de stabilitate sunt efectuate tinand cont de urmatoarele elemente:

• modelarea geotehnica si hidrogeologica • stabilitatea pantei • rezistenta marginilor • siguranta temeliei • prevenirea presiunii fluidelor din porii fundatiei • supraincarcarea si stabilitatea impotriva eroziunii.

Un alt aspect esential pentru stabilitatea barajului este calitatea corespunzatoare a materialelor de constructie. Acest aspect este investigat prin teste geotehnice. Sunt examinate urmatoarele aspecte:

• unghiul de frecare • densitatea specifica • gradul de compresibilitate • continutul de apa

In timpul etapei de constuctie sunt aplicate metode de management al calitatii, pentru a se asigura indeplinirea tuturor parametrilor esentiali pentru stabilitatea barajului. Acest lucru se aplica fundatiei barajului, structurii si miezului constructiei [108, EuLA, 2002] Controlul si monitorizarea facilitatilor pentru steril sunt efectuate atat de industrie cat si de autoritatile competente. Toate fazele contructiei (plan, design etc.) trebuie sa fie aprobate in prealabil de

Chapter 3

262 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

autoritatile competente. Constructia barajelor este monitorizata zilnic iar toate posibilele schimbari sunt notate intr-un jurnal de control. In cazul in care se observa vreo fisura, aceasta va fi reparata imediat iar autoritatile vor fi informate cu privire la acest lucru. O inspectie amanuntita va fi efectuata anual, iar autoritatile vor audita constructia si datele de control la fiecare cinci ani. [42, IMA, 2002] 1.1.1.3.4. Inchiderea si ingrijirea ulterioara La inchiderea TMF, iazl va fi asanat si acoperit cu un covor vegetativ. [108, EuLA, 2002] 1.1.1.4. Managementul rocilor reziduale La cariera Flandersbach, rocile reziduale sunt separate inainte de spalarea mineralelor si aruncate intr-o cariera veche. [107, EuLA, 2002]. 1.1.1.5 Emisiile curente si nivelul de consum 1.1.1.5.1 Managementul apei si al reactivilor Datorita precesului de circulatie al apei, consumul de apa proaspata este scazut, din moment ce numai apa intersitiala din porii prosului si apa evaporata sunt pierdute. Adaosul de apa proaspata depinde categoric de conditiile climatice (evaporare si apa de ploaie). Cariera Münchehof, de exemplu, trebuie sa adauge 437 m³/d la 23000 m3 de reziduuri uscate. [108, EuLA, 2002] 1.1.2 Fosfatul Toate informatiile din [143, Siirama, 2003]. 1.1.2.1 Mineralogie si tehnici miniere Mina Siilinjärvi este situata in estul Finlandei, la 400 km nord-est de Helsinki. Zacamantul cunoscut este lung de 16 km si la de aproximativ 800 de metri, pe directie (afloriment) aproape verticala In afara de apatita (10%), mineral fosforic, zacamantul contine si mica flogopit (65%), carbonati (20%) si silicati (5%). Calitatea zacamantului variaza puternic de-a lungul filonului. Apatitul este distribuit relativ regulat de-a lungul depozitului, dar mica si carbonatii sunt distribuiti destul de variat. Siilinjärvi este una dintre cele mai sarace mine din lume exploatate; continutul mediu de P2O5 din zacamant este de 4%. Minarea in exploatare deschisa este efectuata in bancuri de lucru de 14 metri. Forarea este efectuata de masini hidraulice cu gauri de forare de 203 mm in diametru. Transportul zacamantului impuscat la unitatea de procesare este asigurat de masini cu bena basculanta de 100 de tone. 1.1.2.2 Procesarea mineralelor Fluxul tehnologic de la Siilinjärvi este aratat in figura urmatoare.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 263

Figura 2.2: Fluxul tehnologic al unitatii de procesare de la Siilinjärvi Zacamantul impuscat este initial sfaramat in trei pasi, iar dupa omogenizare este macinat de masini speciale. Ulterior, minereul de apatit este recuperat prin flotatie, apoi curatat si deshidratat, restul concentratului fiind transportat de camioane pana la fabrica de acid fosfatic. Calcita este eliminata din Sedimentele de steril de apatita, in firma de mica sau alte micacee. Sedimentele de steril sunt pompate in interiorul barajului. 1.1.2.3 Managementul sterilului La Siilinjärvi sunt doua baraje de steril. Unul este barajul Raasio (150 ha), care a fost folosit in faza initiala a operatiunilor, astazi fiind folosit ca baraj temporar – parte a sistemului cu circuit inchis al apei tehnologice. TMF folosita incepand cu 1982 este barajul Musti (peste 800 ha).

Chapter 3

264 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Barajul Musti este situat la 5 km distanta de unitatea de procesare a mineralului si este construit intr-o zona inclinata. (partea de est este cu 30 de metri mai inalta decat partea vestica). Urmare a extinderilor repetate, aproape intreaga zona de descarcare este inconjurata de baraj. Sterilul din bazin sunt zdrobite si macinate si constau in principal din mica flogopit, care poate fi considerata inerta. Dupa decantare, apa curata este trimisa, trecand si prin Raasio, inapoi la statia de pompare, care asigura apa tehnologica unitatii de procesare. Surplusul de apa este pompat, dupa efectuarea unui tratament chimic, intr-un lac din apropiere. Apa deversata in lac este tratata cu agenti chimici de purificare a apei cu o reducere a pH-lui sub 7, pentru a permite o sedimentare eficienta a solidelor. Barajul este un terasament descrescator conventional, ridicat pe o morena, cu pietris ca filtru si roca explodata ca suport.

Operatiunile de la barajele de la Siilinjärvi includ urmarirea urmatoarelor programe si rutine:

• programe de control: controale on-line si monitorizarea nivelului apei, cu alarme in sistemul operational al unitatii masuratori regulate ale cantitatii de apa circulata si surplusului de apa inspectii zilnice ale zoneo masuratori ale scurgerilor masuratori ale vibratiilor barajului

• evaluarea riscurilor:

potrivit legii finlandeze a securitatii barajelor

• asigurarea continuitatii de-a lungul duratei de viata a minei:

planificarea in avans cu 10-15 ani asigurarea continua a programelor de constructie ale barajului si indeplinirea estimarilor proprietatea asupra terenului aplicarea pentru permise cu ani in avans mentinerea unei relatii bune cu autoritatile si cu populatia din zona respectiva

• folosirea metodei in aval pentru a mari barajul • controlul emisiilor

controlul calitatii apei de infiltratie, a apei surplus si a apei circulate • monitorizarea continua a calitatii apei de suprafata (cantitate si calitate) • planuri de urgenta:

potrivit legii finlandeze a barajelor, a fost simulata o prabusire totala a facilitatii, la care au participat si autoritatile din domeniu si autoritatile responsabile cu interventia in cazuri de dezastru

1.1.2.4 Managementul rocilor reziduale Roca reziduala din exploatarea de suprafata este folosita ca material brut pentru produsele obtinute din roca sfaramanta sau ca material de structura in constructii (drumuri, baraje, cale ferata). Excesul de roca sfaramata este depozitat in anumite locatii din jurul exploatarii deschise Depozitelde roca reziduala sunt incadrate in peisaj urmand un plan peisajistic, care este planificat inca din timpul formarii depozitului. Planurile de peisaj au fost intocmite impreuna cu autoritatile locale si tinand cont de opiniile locuitorilor zonei.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 265

1.1.2.5 Emisiile curente si nivelul de consum Emisiile atmosferice nu sunt monitorizate, insa s-au observat emisii de praf. Surplusul de apa ce nu poate fi recirculat in unitatea de procesare a mineralelor este deversat in apele curgatoare, fiind monitorizat nivelul de fosfati, precum si de BOD si de solide deversate. Media de fosfat eliberata in apele curgatoare este de aproximativ 1.5 km zilnic. 1.1.3 Strontiul 1.1.3.1 Mineralogie si tehnici de minare In sudul zonei Granada, Spania, sunt doua exploatari de suprafata. Intr-unul din cazuri, corpul zacamantului este foarte pur si masiv. Zacamantul este extras cu ajutorul masinilor de forat si al dinamitarilor. In cazul celei de-a doua locatii, depozitul este neregulat si nu chiar asa de put. Aici, minarea se face selectiv, cu ajutorul excavatoarelor, astfel incat nu sunt generate steril de roca. [110, IGME, 2002] 1.1.3.2 Procesarea mineralelor Minereul din prima exploatare este atat de pur incat, pentru a obtine produsul finit, nu mai este nevoie decat de clasificare. La cea de-a doua exploatare, caracteristicile depozitului cer instalarea unei unitati de procesare a minereului ce include si procese de macinare, clasificare si strangere. In acest din urma caz este vorba de obtinerea unui preconcentrat, urmand macinarea si flotarea. [110, IGME, 2002] 1.1.3.3 Managementul sterilului In timpul procesarii mineralelor la site-ul din Granada, rezulta doua tipuri de reziduuri. O parte de dimensiuni mari, din preconcentratul procesat, si sterilul fine rezultate in urma flotatiei. Sedimentele de steril mari sunt reintroduse in exploatarea deschisa, fiind folosite la restaurarea site-ului. Sedimentele de steril fine de flotatie, sub forma de noroi, sunt depozitate in bazine de decantare. In locatia folosita in prezent acestea sunt desprafuite, Sedimentele de steril mari fiind folosite la intarirea structurii barajului, in timp ce Sedimentele de steril fine sunt descarcate intr-un iaz de reziduuri (vezi figura de mai jos). Actuala groapa de steril, ce are o suprafata de 14 ha si o inaltime de 17 metri si care contine 700000 m3 de reziduuri, va fi inlocuita in curand de un nou bazil colector. Noua constructie urmareste o abordare complet diferita, astfel: pe o panta a unui deal a fost excavata o suprafata plana barajul a fost construit pana la inaltimea finala din roca excavata si material de imprumut fundatia noului bazin colector a fost captusita cu PVC, sub care a fost plasat un alt strat geotextil,

pentru a proteja captuseala de posibile intepaturi provocate de contactul direct cu roca naturala de baza.

Cu o capacitate totala de 800000 m3, aceasta noua TMF este proiectata pentru o perioada de viata de 10 ani. Figura urmatoare ilustreaza vechea si noua instalatie.

Chapter 3

266 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.3: Vechea TMF de strontiu, cu steril in zona structurala [110, IGME, 2002]

Figura 2.4: Noua TMF de strontiun, cu o captuseala sintetica si turn de decantare [110, IGME, 2002] 1.1.4 Talcul 1.1.4.1 Mineralogie si tehnici de minare

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 267

Talcul este un silicat de magneziu hidratat, fiind mineralul cu duritatea cea mai redusa cunoscut in natura. Este intalnit, in principal, in doua forme: magnezit de talc sistos si roca masiva de talc pur. Nu exista o tehnica specifica de minare a acestui mineral, acest lucru depinzand de structura zacamantului. Depozitele de talc din Finlanda sunt situate pe centura de sist din Proterozoicul timpuriu din estul Finlandei. Depozitele de talc sunt legate de rocile de magneziu imbogatit ultra-mafic care au fost alterate cu roci de talc si carbonat. Centura de sist are aproximativ 2 miliarde de ani vechime, iar talcul s-a format in Svecokarelian, acum aproximativ 1,8 miliarde de ani. Talcul este extras dintr-o roca masiva compusa din talc, carbonati (magnezit si dolomit), clorit si sulfura. Oxizii si sulf-arsenidele sunt prezente ca urme minerale. Cantitatea de talc variaza intre 45 si 60%, iar carbonatii intre 35 si 45%, in timp de cloritii (5%) si sulfurile (1-3%) sunt componente minore ale zacamantului. Unele portiuni ale zacamintelor sunt comune, talcul putand fi intalnid atat ca sist cat si ca pulbere fin granulata. Talcul este, in general, fin granulat (0.05-0.2 mm) si plat, cloritii sunt intalniti intr-o forma similara, in timp de carbonatii sunt macrogranulati (pana la c ativa milimetri sau chiar centimetri in diametru) pe de alta parte, in unele zone se intalnesc talc relativ granulat (pana la 1 mm in diametru) si carbonati. Roca de carbonat de calciu este, in general, cenusie cu nuante verziu sau rosiatice, intrucat talcul pur este cenusiu sau foarte pal, aproape alb. Zacamantul de talc trebuie cernut inaintea flotatiei pentru a elimina celelalte minerale, flotatia fiind necesara pentu a obtine o puritatea si stralucirea specifice produsului finit. 1.1.4.2 Procesarea mineralelor Prin folosirea proceselor uscate (67% din productia europeana), nu sunt generate steril. Toate materialele brute sunt folosite si vandute pentru diferite folosiri. Procesul de flotatie este folosit numai pentru a trata zacamintele din Finlanda, care reprezinta aproximativ 33% din productia totala de talc din Europa. Folosirea flotatiei este impusa de structura depozitelor finlandeze. Urmatorul grafic ilustreaza fluxul tehnologic de procesare al depozitelor finlandeze cu ajutorul flotatiei

Chapter 3

268 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Drilling and blastingLoading and transporting

Crushing and grinding

Talc flotation

Dewatering oftalc concentrate

Dewatering ofnickel concentrate

Nickel flotation Magnesite sandto tailings pond

Nickel concentrate1 % of ore

Talc concentrate35 – 40 % of ore

Granulating

Big bag plant Dispersion

Dry bulks Dry talc inpaper sacks

Granulatedbulks

Granulated talcIn big bags

Slurries

Micro talc plant silos for talc concentrate

Fine grinding and classification of talc• jet mills• hammer mills• classifiers

Silos for products

Sacking

Open pit

Concentratingplant

Micro talcplant

Delivery forms of talc

Figura 2.5: Procesul tehnologic al talcului folosind flotatia Chimicalele folosite in procesul de flotatie sunt Montanol, Na Xanthate si CMC 1.1.4.3 Managementul sterilului Sunt folosite trei iazuri de steril, cu o capacitate actuala de aproximativ 10 Mm3 si cu o inaltime a barajului de pana la 17 m. O parte din steril sunt descarcate intr-o halda de steril (in prezent 1 Mm3). Halda de steril este construita dupa cum urmeaza: Slamul de steril este pompat intr-un iaz cu un turn de decantare in centru. Sedimentele de steril sunt distribuite din barajele alaturate in iaz astfel incat sedimentele de steril solide se aseaza in apropierea marginilor iazului si pot fi folosite ca material de constructie pentru a creste inaltimea barajului. Apa curata este eliberata prin turnul de decantare. Prin schimbarea sistematica a punctelor de descarcare a sterilului slam, inaltimea intregii zone poate creste cu 5-10 m. Pantele exterioare ale barajelor sunt acoperite cu pamant, pentru a preveni prafuirea si pentru a incuraja dezvoltarea vegetatiei. Dupa deshidratare, bazinul de steril poate fi considerat halda de steril.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 269

Monitorizarea operatiilor este efectuata dupa cum urmeaza: Zilnic, zonele sterilului sunt verificate vizual, fiind efectuate si inregistrate monitorizarile necesare. Cand este necesar, este analizata apa din bazinul de steril (analize cu Ni si As), inainte de aceasta sa fie eliminata ca apa reziduala. In perioada topirii zapezii, verificarea vizuala a bazinului de steril si a barajelor este efectuata la fiecare schimb de tura. Monitorizarea anuala a barajelor este efectuata in perioada de vara, toate datele, cum ar fi starea tehnica a barajelor, evaluarea scurgerilor de apa, etc, fiind indosariate in manualul de siguranta a barajelor, Potrivit legii finlandeze a sigurantei barajelor, este obligatorie intocmirea unui manual pentru fiecare iaz de steril in parte. Un inspector din partea autoritatilor competente viziteaza aria de steril la fiecare cinci ani si efectueaza verificari vizuale ale barajelor si inspecteaza materialele de monitorizare colectate. Manualele de siguranta a barajelor includ o harta a zonei de steril si a barajului, valori de design si calcule de stabilitate ale barajelor de steril, criterii de clasificarfe, documente de inspectie si monitorizare, evaluari de risc, etc. Managementul apei la cele trei unitati de procesare pot fi descrise dupa cum urmeaza:

• unitatea Sotkamo: apa de procesare necesara pentru flotatie provine din apa reciclata din bazinele de steril. Procentajul de reciclare este aproape 100%. Apa suplimentara din sistemul de procesare a apei provine de la o exploatare deschisa adiacenta (exploatare de nichel), din sistemul de apa curata a cazanelor de aburi si din apa de ploaie colectata la fata locului. Surplusul de apa este drenat din bazinele de steril in lacul din zona.

• unitatea Vuonos: apa de procesare necesara pentru flotatie provine, in proportie de 50%, din

reciclarea apei de la bazinele de steril. Apa suplimentara din sistemul de procesare a apei provine dintr-un lac din apropiere, o exploatare deschisa ce contine nichel, din sistemul de apa curata a cazanelor de aburi si din apa de ploaie colectata la fata locului. Surplusul de apa este scurs din bazinele de steril in lacul din zona. Apa de procesare este folosita, de asemenea, si in productia de hartie de calc.

• unitatea Kaavi: apa de procesare necesara flotatiei provine in proportie de 100%. Apa

suplimentara din sistemul de procesare a apei provine din sistemul de apa curata a cazanelor de aburi si din apa de ploaie colectata la fata locului. Apa de procesare din iazrile de steril nu este reciclata. Un sistem de reciclare a apei reziduale trebuie sa fie operational cel tarziu pana la sfarsitul anului 2003.

1.1.4.4 Managementul rocilor reziduale Camioanele sunt folosite pentru a cara si a descarca sedimentele de steril la haldele destinate, proiectate cu un factor de siguranta de minimum 1.3. Haldele de steril sunt supravegheate anual de un contractor topografic extern si, prin inspectie lunara de catre personalul exploatarii. Evaluarile de risc sunt efectuate periodic de catre operator. Haldele sunt permise numai cu un proiect de reabilitate, incluzand scurgerea apei si plantarea de vegetatie (copaci si iarba). 1.1.5 Costuri In operatiunile ce feldspat din Europa, costurile medii pentu mutarea sterilului solide la o halda de steril amenajata se ridica la 0.80 EUR si consumul mediu al un camion este de 28l/ora.

Chapter 3

270 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Pentru operatiunile cu spat pulbere/filon de zinc, costurile totale pentru managementul sterilului din cateva bazine, cu un volum total de 1300000 m3, se ridica la aproximativ 210000 EUR/an, aceste costuri incluzand consumul de energie si intretinerea acestui capitol. Pentru operatiunile care implica folosirea de caolin, costurile de mutare a sterilului la o zona amenajata se ridica la aproximativ 1 EUR/tona, daca acest lucru este efectuat intern si 3 EOR/tona, daca se apleleaza la un contractor. Costurile aproximative pentu un m3 de apa sunt, in sistemul de deshidratare, de 0.10 EUR/m³ si de inca 0.10 EUR/m³ in sistemul de cirlculare a apei de la unitatea de procesare a calcarului de la Flandersbach. [107, EuLA, 2002] La unitatea finlandeza de prelucrare a talcului, costurile pentru camioanele de steril sunt de 2 EUR pe tona si kilometru. 1.2 Potasiu Tehnicile aplicate pentru potasiu sunt foarte diferite de celelalte ramuri ale industriei minerale, o sectiune separata fiind acordata discutiei despre potasiu. In cazul in care nu este mentionat altfel, informatiile au fost oferite de subgrupul pentru potasiu [19,K+S, 2002]. Aceste informatii descriu site-urile de potasiu din Germania, Spania si Marea Britanie. 1.2.1 Mineralogie si tehnici de minare Depozitele de potasiu s-au format in urma evaporarii apei de mare. Compozitia acestora este afectata de modificari secundare in depozitele principale de minereu. Sunt cunoscute peste 40 de saruri minerale, care contin unii sau toti dintre cationii (ioni pozitivi) de Na+, K+, Mg2+ si Ca2+, anioni (ioni negativi) de Cl- si SO4

2-; si ocazional si Fe2+ and Br-. Cele mai comune minelare sunt listate in tabelul 2.3.

Numele mineralului Compozitia chimica Anhidrit (sulfat de calciu anhidru)

CaSO4

Carnalit KCl x MgCl2 x 6H2O Gips CaSO4 x 2H2O Halit (sare gema) NaCl Kainit KCl x MgSO4 x 11H2O Kieserit MgSO4 x H2O Langbeinit K2SO4 x 2MgSO4 Leonit K2SO4 x MgSO4 x 4H2O Polihalit K2SO4 x MgSO4 x 2CaSO4 x 2H2O Silvina KCl

Tabel 2.2: Cele mai intalnite minerale din deozitele de potasiu Cele mai importante saruri minerale sunt halitul, anhidritul, silvina, carnalitul, kieseritul, polihalitul, langbeinitul si kainitul. Gipsul si/sau anhidrida sunt intalnite la marginea deozitelor de sare si in straturile de captusire. Depozitele de sare de potasiu constau, intotdeauna, dintr-o combinatie de cateva minerale (tabelul 2.3). termenul german „Hartsalz” (sare tare) se refera la o duritate mai mare a mineralelor de potasiu ce contin sulfat si magneziu.

Minerale marine saline Principalii compusi

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 271

silvina silvina, halit carnalitul silvina, halit sare tare silvina, halit, kieserit si/sau anhidrit kainit kainit, halit

Tabel 2.3: Minerale de saruri marine In cele ce urmeaza, pentru a evita confuzia, termenul silvinita va fi folosit pentru mineralul mixt de silvita si halita, care de obicei sunt intalnite impreuna. Depozitele de sare din Europa Centrala sunt rezultatul unei evaporari intensive a apei de mare acum mai bine de 250 de milioane de ani. De-a lungul a milioane de ani, depozitele originale de sare au fost acoperite cu alte sedimente, cum ar fi argila, calcar sau anhidrida. Influentele tectonice le-au aranjat in straturi plane (depozite sub-orizontale) sau le-au deformat in depozite cu inclinare abrupta. (vezi figura de mai jos).

Figura 2.6: Depozite sub-orizontale de potasiu

Chapter 3

272 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.7: Depozite de potasiu cu inclinare abrupta Potasiul este extras cu ajutorul exploatarii prin camere si al exploatarii cu stalpi de siguranta si, cateodata, cu ajutorul exploatarii cu front lung. Uneori se aplica si „mineritul solutiei saline”. Cu toate acestea, mineritul solutiei saline este de importanta minora si se aplica numai local in Europa. Exploatarea deschisa nu este o optiune, din cauza solubilitatii in apa a potasiunlui. Exploatarea prin camere si exploatarea cu stalpi de siguranta Prin aceasta metoda, inaltimea abatajului este de aproximativ 2-3 metri. De obicei, 25-60% din zacamant poate fi extras din mina. Pilierii raman neminati. In mod curent, sunt aplicate doua cai ale acestei metode:

• forajul si dinamitarea: masinile de forare sunt folosite pentru a sapa gauri cu diametru redus, la o distanta de 7 pana la 30 de metri, fie orizontal (depozitele plane, sub-orizontale), fie vertical (depozitele abrupte). Gaurile respective sunt umplute cu explozibil (incarcaturi de nitrat de amoniu cu 3% ulei mineral), iar roca este dinamitata. Sarea fractionata este transportata de incarcatoare in statiile de pre-zdrobire din subteran, unde este sfaramata la o marice ce permite transportul pe benzi rulante

• exploatarea continua: o masina de excavatie cu un cap rotativ, asa-numitul „miner continuu”, este folosita pentru a mina zacamantul la o granulatie de permite transportul direct pe benzile rulante. Urmatoarele operatiuni de suprafata sunt similare celor de la mineritul prin foraj si dinamitare. Sunt plasati pivoti in acoperisul galeriilor subterane pentru suport si pentru a proteja muncitorii si echipamentele

In prezent, extragerea potasiului in Germania este efectuata la adancimi cuprinse intre 400 si 1200 de metri. Zacamantul este transportat intotdeauna in forma pre-sfaramata de catre benzi rulante pana la statii intermediare de depozitare din subteran, inainte de a fi ridicate cu schipurile de extractie. Exploatarea cu front lung Aceasta este aceeasi metoda aplicata in mod comun si in depozitele de carbune din Europa.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 273

Abatajul prin subetaje In depozitele cu panta inclinata din nordul Germaniei este aplicat abatajul prin subetaje, denumit si minarea prin palnie. Drifturile de intrare sunt aduse unul deasupra altuia, la intervale de 15-20 de metri, iar sarurile de potasiu ramase sunt minate prin forarea de orificii verticale care sunt apoi dinamitate. Zacamantul dinamitat cade in nivelul principal de dedesubt. Camera principala de minare are o inaltime de 100-250 de metri si, de obicei, este reumpluta cu sterilul de sare.

Figura 2.8: Abatajul prin subetajare cu reumplere in depozitele cu panta inclinata de potasiu Mineritul solutiei saline Saramura de KCl nesarutat este injectata prin gauri de foraj in depozitele de sare, pentru a dizolva clorura de potasiu. Saramura de KCl saturat este pompata inapoi la suprafata. Solutia saturata cristalizeaza si precipita prin evaporarea saramurii in recipiente de evaporare foarte mari. Urmeaza un al doilea proces de separare – ex. flotatia sau recristalizarea – pentru a purifica clorura de potasiu si clorura de sodiu, ca produse finite. Exploatarea depozitelor de potasiu din Europa Depozitele de potasiu exploatate in Europa s-au format in principal in Permian, formarea avand loc intr-un basin vast de evaporare denumit Bazinul Central European. Acest bazin se intinde din Nord-Estul Angliei pana in centrul Poloniei si Lituania, si din centrul Germaniei pana in partea de nord a Marii Nordului. Depozitele alsaciene si spaniole s-au format in Tertiar si sunt bazine izolate. Franta Depozitele din Alsacia contin doua filonuri de silvinit intr-o serie de roci marnoase sarate. Stratul superior are o grosime de pana la 2 metri si contine 19-25% K2O; stratul inferior, gros de pana la 5.5 metri si cu 15-23% K2O, contine si 15% materiale insolubile (argila, anhidrit si dolomit). Minarea se face la temperaturi ridicate ale rocii la o adancime de 500-1000 de metri, in filonuri dreptee sau usor inclinate care au fost dislocate prin faliere. Ultima mina in productie a fost inchisa in 2003. Germania In zonele Werra si Fulda, sunt exploatare filonurile de potasiu de la Hessen si Thuringia din lantul Werra (depozite stratificate de sare tare si carnalit situate la o adancime de 400-1000 de metri, cu o grosime a straturilor de 2-5 metri si cu un continut de 9-12% de K2O si 4-20% MgSO4). Filonul de potasiu de la Strassfurt, dn lantul Strassfurt, a fost exploatat in zona Harz-Unstrut-Saale (depozite stratificate de sare tare si carnalit situate la o adancime de 500-1000 de metri, cu o grosime a straturilor de 5m si cu un continu de 20% K2O). Ultimele mine de potasiu ce exploatau sarea tare din lantul Strassfurt au fost inchise in 1991 din motive economice. Filonurile de potasiu Ronnenberg si Riedel din lantul Leine sunt exploatate in zona Hanovra in structura diapirica (depozite inclinate de silvinit, la o adancime de 350-1400 m, cu o grosime de 2-40 m si cu un continut de 12 – 30% K2O). In sfarsit,

Chapter 3

274 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

potasiul este minat in masivul Calvörde, in apropiere de Zielitz (la o adancime de 350-1200 de metri, stratul de silvinita de la Ronnenberg are o inclinare < 18-25o, o grosime de pana la 10 m si contine 14-20% K2O) Spania Depozitele sunt situate in doua zone din bazinu Ebro. In Catalonia si in Navarra, sarurile de potasiu sunt intinse sub roca de sare. Aceste depozite au o grosime de pana la 15 m in Catalonia si de pana la 10 m in Navarra. Deasupra acestora se gaseste un depozit intercalat de roca de sare, carnalitit, marna si anhidrit. Numai filonurile de silvinit A si B sunt exploatate. Acestea au o grosime totale de pana la 4 metri si sunt la o adancime de 1020 de metri, unele depozite fiind plane iar altele inclinate. Sarea cruda contine 12.5-14% K2O. Marea Britanie In Cleveland, este exploatat un depozit plan de silvinita, care este corelat cu filonul german Riedel, ambele petrografice si stratigrafice (grosimea medie este de 17 m, adancimea de 800-1300 m si continutul de K2O de 25%). 1.2.2 Procesarea mineralelor Procesarea potasiului implica, in general, o serie de pasi de includ reducerea marimii (zdrobire/macinare), separarea (cistalizarea prin dizolvare incinsa, flotatia, separarea electrostatica) si de-salinizarea. Acesti pasi sunt descrisi mai jos. 1.2.2.1 Pulverizarea Sarurile minerale din zacamintele de potasiu din minele de scurgere, sunt intercalate extensii. Inainte ca mineralele sa poata si separate si componentele folositoare recuperate, sarea bruta trebuie redusa la o dimensiune suficienta care sa permita eliberarea mineralelor dorite din steril. Pentru procesul de dizolvare incinsa, marimea maxima a particulelor trebuie sa fie de 4-5 mm. Pentru procesarea mecanica (flotatia), minereurile de potasiu trebuie macinate pana la un grad de eliberare > 75%. Pentru minereurile de silvinit si pentru sarea tare, acest lucru este atin prin macinarea pana la o marime maxima de 0/8 – 1.0 mm. Sunt obtinute fractiuni de diferite marini prin macinare si prin diferite tipuri de filtrare. In prima faza, prin macinare cu ajutorul morilor cu ciocane sau impact, sunt obtinute particule de aproximativ 4 – 12 mm, in functie de materialul brut si de metoda de procesare utilizata. Maruntirea finala este efectuata cu ajutorul malaxoarelor cu valturi (cand minereul este umed) sau, in cazul minereului uscat, cu malaxoarele cu valturi sau concasoarele cu impact (vezi figura de mai jos). Selectia echipamentului folosit este bazata pe minimizarea generarii de particule fine si ultrafine, care au un impact negativ asupra separarii ulterioare, de exemplu in cazul flotatiei, consumul reactivilor mareste semnificativ cantitatea de microgranulatii datorita suprafetei specifice mari.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 275

Figura 2.9: Macinarea uscata si filtrarea (schema) zacamantului de potasiu [19, K+S, 2002] 1.2.2.2 Separarea Daca potasiul este minat „mecanic”, adica prin alte metode decat minarea solutiei saline, atunci sunt patru metode care pot fi aplicate pentru a separa de steril sarurile dorite.

• lesierea la cald • flotatia • separarea electrostatica • separarea semi-grea

Pentru toate procesele umede este necesara desalinizarea. Urmatoarele sub-capitole descriu aceste metode. 1.2.2.2.1 Lesierea la cald La lesierea la cald, se pot folosi doua tehnici diferite, in functie de compozitia sarurilor minerale. In lesierea la cald a silvinitei, celelalte saruri prezente, cu exceptia KCl si NaCl, joaca un rol minor in solutiile de procesare. La lesierea la cald a sarii tari, solutiile contin cantitati apreciabile de MgSO4 si MgCl2. In cazul sarii tari ce contine carnalit sau in cazul carnalitului pur, trebuie efectuata o descompunere preeliminara a carnalitului, daca acesta depaseste un nivel critic de 20-30%. In cazul ambelor procese, minereurile de potasiu, macinate la o granulatie <4-5 mm, sunt amestecate intr-un dizolvator continuu cu lesie de saramura incinsa pana aproape de punctul de fierbere. Lesia de saramura (cu o temperatura de aproximativ 110oC) este solutia mama preincalzita dintr-o etapa precedenta de cristalizare. Clorura de potasiu trebuie extrasa din minereuri cat mai complet posibil, iar solutia rezultata ar trebui sa fie aproape saturata. Sterilul constau din doua produse de distilare cu granulatii diferite. Sedimentele de steril de granulatie mare sunt inlaturate din dizolvator si desalinizate. Sedimentele de steril cu granulatie fina (expl: namol) sunt scoase din lesie impreuna cu solutia neepurata. Dupa separarea intr-un decantor, Sedimentele de steril fine sunt filtrate.

Chapter 3

276 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sedimentele de steril sunt spalate cu apa sau cu saramura industriala cu un continut redus de clorura de potasiu, pentru a indeparta solutia neepurata aderenta, care are un continut ridicat de clorura de potasiu. Sedimentele de steril sunt apoi inlaturare prin depozitare separata sau prin reumplerea minei. Daca trebuie separat kieseritul, atunci Sedimentele de steril sunt transportate pentru continuarea proceselor minerale (exlp: flotatia). Apa rezultata in urma filtrarii sterilului este recirculata in saramura reciclata. Solutia incinsa si purificata este racita de un vaporizator in statia de vid. Apa evaporata trebuie inlocuita pentru a evita cristalizarea clorurii de sodiu nedorite. Cristalele dorite de clorura de potasiu, formate in urma racirii solutiei crude pas cu pas (scaderea temperaturii la aproximativ 25°C), sunt separate de solutia de baza si procesate in continuare. Solutia de baza (saturata cu KCl si NaCl la 25°C) este incalzita si reciclata in dizolvator, ca lesie de saramura. Configuratie unei statii de dizolvare, incluziv cristalizare, este aratata in figura de mai jos.

Figura 2.42: Diagrama tehnologica a procesului de dizolvare incinsa-cristalizare folosit in productia de KCl din minereuri de potasiu (schema) Acest proces simplu este folosit numai in tratamentul minereurilor de silvinit. Procesarea minereurilor potasice de sare tare este mai complicata. Cu un continut ridicat de saruri de magneziu, productia de clurura de potasiu scade in cazul in care solubilitatea NaCl depinde de temperatura. In multe instalatii, mai ales in Canada, unde flotatia este principalul proces de productie, sunt operationale si instalatii mai mici de dizolvare incinsa. In acestea din urma produsele cu granulatie fina (<0.2 cm) sunt recristalizate, sau clorura de potasiu este separata din Sedimentele de steril de flotatie sau din Slamul argilos. Aceste proceduri conduc la o imbunatatire considerabila in productia totala, rezultand un produs foarte fin si complet solubil in apa. Procesul de dizolvare incinsa este necesar pentru a genera clorura de potasiu pura, necesara in industria farmaceutica si chimica. 1.2.2.2.2 Flotatia In industria germana de potasiu, flotatia potasiului, ca si flotatia kieseritului, sunt folosite. Dupa maruntire, sau dupa o separare preeliminara, se obtin particule de granulatie fina (0-1 mm) ce sunt adaugate intr-o solutie apoasa saturata cu potasiu/kieserit si clorura de sodiu. Ca agent spumant, este

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 277

adaugat ulei de pin. Palete rotative curata clorura de potasiu sau kieseritul din spuma de legare de pe suprafata celulelor mecanice, pentru tratamentul ulterior. Cei mai satisfacatori agenti colectanti sunt lungi catene alchil-ammoniu-cloruri. Urmatoarea figura arata o ilustrare schematica a procesarii mineralelor brute sau intermediare, efectuate in epuratoarele de flotatie.

Figura 2.43: Diagrama tehnologica a unei statii de flotatie (schema) 1.2.2.2.3 Separarea electrostatica Sarea bruta, zdrobita si maruntita, este determinata sa atinga o retinere mai mare a incarcaturii electrostatice prin incalzire la o temperatura sub 100ºC. Cristalele sunt acoperite cu un agent organic, precum un acid gras primar, o sare derivata, ester sau amina. In functie de scopul separarii, se folosesc 20 -100 de grame de agenti de conditionarela tona de sare bruta. Mineralul macinat este incarcat electrostatic, la o umiditate relativa, prin frecarea de o patura mobila incinsa (vezi figura de mai jos). Separarea mineralelor de sare gema are loc atunci cand cristalele incarcate cad intr-un separator, datorita fortei gravitationale, trecand printr-un camp electric de aproximativ 120000 volti (vezi capitolul 2.3.4). produsele de calitatea a doua sunt recuperate si reciclate.

Chapter 3

278 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.12: Diagrama procesului de separare electrostatica (schematic) In cale mai multe cazuri, pasii de separare si tratament sunt repetati. Sedimentele de steril solide (clorura de sodiu/sare gema) sunt descarcate direct la halda de steril. Alte optiuni, cum ar fi separarea initiala a silvinitului si carnalitului de kieserit, sunt posibile si sunt folosite la alte instalatii. 1.2.2.2.4 Separarea semi-grea Halitul (sarea gema) are o densitate mai mare decat silvinita (sarea gema 2.13 g/cm3, fata de 1.9 g/cm3 in cazul silvinitei). Operatiunile comerciale dense folosesc agenti de compensatie, in general ferosilicon sau magnetita fina, maloasa, pentru a crea un mediu artificial de o densitate potrivita pentru gravitatia specifica necesara separarii. Dupa separare, magnetita sau ferosiliconul sunt recuperate prin separare magnetica si reciclate in sistem. O astfel de instalatie functioneaza in Canada. Acest proces mai este aplicat si pentru separarea minereului de langbeinit (gravitatie specifica 2.83 g/cm3) de silvinita/halita in instalatiile din New Mexico si USA. In prezent, aceasta tehnica nu este folosita in Europa. 1.2.2.3 Desalinizarea Produsele si sedimentele de steril provenite din toate procesele de tratament ale potasiului, cu exceptia procesului electrostatic uscat, sunt obtinute sub forma de suspensii/mal, cu diferite solide incorporate si trebuie desalinizate – dupa ce au fost, in prealabil, ingrosate intr-un malaxor circular. Echipamentul este format din centrifuge, filtre plane, filtre cilindrice, si filtre benzi, in special pentru desalinizarea sterilului fine (la o umiditate de 9-14%) si, cand este necesar, pentru spalarea stratului de colmatare. Alegerea echipamentului este determinata in principal de marimea particulelor materialului de urmeaza a fi tratat si de continutul de alte minerale, cum ar fi argila. Pentru produsele macrogranulare si pentru steril sunt folosite filtre vibratoare si centrifuge cu filtru in spirala.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 279

1.2.3 Managementul sterilului Procesarea minereurilor de potasiu duce la peste 78% steril solide sau lichide (vezi figura de mai jos).

Figura 2.13: Distribuirea produselor, steril solide si lichide dupa procesarea mineralelor Pentru managementul apei de procesare si a sterilului sunt aplicate sase metode: • descarcarea sterilului solide in halda • reumplerea abatajelor minate cu minereuri solide • descarcarea sterilului maloase in pile de steril (numai in minele de potasiu din Canada si USA) • aplicarea managementului marin pentru Sedimentele de steril solide si lichide • pomparea sterilului lichide in pamant (managementul sterilului in puturi adanci) • descarcarea sterilului lichide in apele raurilor 1.2.3.1 Caracteristicile sterilului Sedimentele de steril solide de potasiu constau in clorura de sodiu, cu un adaos de cateva procente de alte saruri si materiale insolubile, precum argila sau sulfatul de calciu anhidru (vezi figura „sedimentele de steril de silvinita”). Sedimentele de steril de sare tare mai contin aproximativ 5% kieserit (vezi figura „sterilul de sare tare”)

Sylvinite tailings

Halite94 %

Other4 %

Sylvinite2 %

Hard salt tailings

Halite89 %

5 %

Other3 %

Sylvinite3 %

Kieserite

Figura 2.14: Compozitia minerala a sterilului de silvinit si sare tare

Chapter 3

280 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sedimentele de steril stocate se intaresc imediat, iar densitatea sterilului creste pana aproape de cea a subsolului, datorita tasarii. Acest lucru a fost demonstrat de masuratori ale mostrelor culese din gauri date in haldele de reziduuri. Haldele au un unghi de alunecare de aproximativ 37° (unghiul natural al solului: 25°). Prin urmare, nu este intalnita nici o problema in ceea ce priveste stabilitatea pantei daca stratul de baza al solului este stabil. Exista o larga experienta in stocarea sterilului de potasiu. Primele halde, ce aveau o inaltime de pana la 200 m, au fost incepute acum aproximativ 30 de ani. Halde mai mici cu steril provenite de la minele de potasiu exista inca de la inceputul exploatarii potasiului, in jurul anului 1890. Precipitatiile dizolva halda de steril foarte incet si intr-o perioada lunga de timp. Ca rezultat al tasarii si intaririi, interiorul haldelor de steril de potasiu este impermeabil la apa. Apa si saramurile generate se scurg intr-o sfera exterioara miezului impermeabil. Pentru a proteja solul si apa freatica, straturile exterioare miezului impermeabil al haldei sunt sigilate, iar saramurile sunt colectate in canale sigilate aflate in jurul haldei. Pantele haldei constau din roca de sare intarita fara nici o eroziune dupa compactare si recristalizare. NaCl dizolvat are nevoie de un management special pentru a reduce impactul negativ asupra mediului inconjurator. Cu toate acestea, Sedimentele de steril contin si cantitati reduse de metale grele si urme de alte elemente sau substante. Sedimentele de steril lichide de potasiu sunt, in mare parte, aceleasi ca in cazul sterilului de silvinita (90% NaCl), dar care au fost dizolvate in apa proaspata sau in apa de mare, pentru a fi transportabile la un receptor corespunzator. Pentru descarcarea in aapele de suprafata sau prin sisteme de conducte (precum in Spania), continutul de particule solide este, de obicei, foarte redus. 1.2.3.2 Metode de management aplicate Cantitatea de steril generate de o mina de potasiu depinde in primul rand de configuratia filonului de potasiu, de stabilittea rocilor si de compozitia minerala. Toate acestea sunt conditii naturale care variaza de la o mina la alta, de la un depozit la altul si cateodata chiar in cadrul aceluiasi depozit. Prin urmare, nu exista un model standard al minelor in ceea ce priveste procesarea si generarea produselor finite si ale sterilului. Fiecare mina are propriile conditii specifice referitoare la generarea sterilului lichide si solide si la managementul acestora. Astfel, aceste conditii specifice pot varia de-a lungul vietii unei mine. Cu toate acestea, din motive economice operatorii vor cauta sa minimizeze cantitatea de steril minat si procesat. Pentru sedimentele de steril solide, managementul sterilului presupune descarcarea acestora la halda si reumplerea minelor subterane. Sedimentele de steril provenite din distilarea incinsa si din flotatie, cu clorura de sodiu ca principal component, sunt deshidratate cu ajutorul centrifugelor si al filtrelor, iar apoi transportate, cu ajutorul benzilor transportoare, la halda de steril. In plus, in Germania, procesul uscat de separare electrostatica permite managementul uscat al sterilului la halda de steril. In ceea ce priveste sterilul lichide, managementul sterilului implica deversarea in apele subterane (in anumite conditii geologice) si/sau deversare in apele de suprafata. In anumite conditii geografice, este aplicata deversarea marina a sterilului solide si lichide 1.2.3.2.1 Haldele de steril Industria germana de potasiu produce anual aproximativ 21 de milioane de steril specifice. Din aceasta cauza au fost construite mari halde de steril, ce stocheaza intre 25 si 130 de milioane de tone de reziduuri, cu intaltimi de 90 pana la 240 m si cu suprafete de variaza intre 47 si 110 ha. Tabelul 2.4 arata cele mai mari halde, locatiile, precum si altitudinea, marimea, cantitatea de steril si principalii constituenti ai acesrora:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 281

Unitate Locatie Inaltime

(m) Suprafata

(ha) Cantitate (millioane de tone)

Principalul constituent

Observatii

Hattorf Zona Werra 160 47 59 Halit Wintershall Zona Werra 240 55 99 Halit Unterbreizbach Zona Werra 42 4.6 <1 Kieserit In prezent,

reprocesata Neuhof-Ellers Zona Fulda 180 70 80 Halit Sigmundshall Zona

Hannover 150 26 25 Halit

Zielitz Zielitz Zielitz

50 90

53 110

130

Halit Halit

Tabel 2.4: Haldele din industria germana de potasiu Figura urmatoare arata o halda germana tipica de steril saline.

Figura 2.15: Vedere aeriana asupra unei halde de steril saline Studiile de impact de mediu, inclusiv studiile de baza, reprezinta o etapa importanta in proiectarea haldelor. Sunt cercetate diferite aspecte ale locatiei, precum: • stabilitatea haldei • stabilitatea stratului de suport • protectia apei (freatice si de suprafata – calitatea apei si aprovizionarea) • emisiile de praf • operatiuni tehnice • habitatul natural (fauna si flora) • reabilitarea si ingrijirea ulterioara • sisteme de control si monitorizare In cazul in care este necesar, se va asigura stabilitatea haldei, pentru a se evita posibile miscari in vreo zona a haldei. Roca salina de intareste rapid, din cauza continutului de umezeala destul de redus a materialului stocat. Prin urmare, nu are loc o eroziune semnificativa si nu este necesar un strat aditional de suport in jurul haldei. In esenta, stabilitatea haldei este asigurata de aplicarea regulilor fundamentale ale ingineriei civile. Stabilitatea stratului de suport este controlata regulat prin monitorizare seismica (vezi mai jos sisteme de monitorizare si control), care cerceteaza aspecte acustice, seismo-acustice si geo-mecanice. Pentru a observa stabilitatea galeriilor minate, se aplica supravegherea stalpilor de sustinere si determinarea continutului mineral.

Chapter 3

282 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Pentru a asigura protectia apei, se iau in considerare urmatoarele probleme: • echilibrul apei (apele freatice si cele de suprafata) • detectarea stratului acvifer • bazinele de receptie • impermeabilitatea stratului de suport • posibilitatea reciclarii apei industriale • managementul aprovizionarii si distributiei apei • cantitatea si managementul apei de scurgere • managementul materialelor saline • indeplinirea conditiilor specifice terenului Interiorul unei halde de potasiu este impermeabil la apa. Apa si solutiile saline generate curg intr-o sfera exterioara interiorului impermeabil. Piciorul haldei in afara zonei miezului impermeabil este sigilat iar solutiile lichide colectate.

Figura 2.16: Schema unei halde de steril de potasiu din industria germana Dupa colectarea saramurii intr-un bazin de retinere pentru stocare provizorie si, in functie de calitatea apei, lichidul este deversat in apele raurilor sau in apele freatice (la adancime mare). In unele cazuri, saramura colectata este refolosita la procesare (expl: granulatie, saramura reciclara de procesare). In general, sunt refolosite cantitati reduse de saramura colectata. Cum apa din precipitatii se scurge pe pantele haldei sub suprafata (vezi sagetile albastre din figura de mai sus), nu are loc eroziune de suprafata. Pe cat posibil, drenajul salin va fi adunat separat de scurgerile de la suprafata. Aceasta este o cale de a minimiza contaminarea pamantului si a apelor freatice cu apa sarata. Un alt obiectiv este reducerea suprafetelor folosite, prin stocarea sterilului pana la o inaltime maxima. In aceasta tehnica operationala (vezi mai jos), designul folosit (halda conica/longitudinala) si unghiul natural de repaus sunt critice pentru atingerea obiectivului. Cea mai des aplicata tehnnica foloseste benzile transportoare, stocarea continua a sterilului la halda, care este situata in apropierea statiei de procesare. Dupa adaugarea unei cantitati reduse de saramura de procesare la Sedimentele de steril uscate provenite din separarea electrostatica, umiditatea rezultata

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 283

in urma combinarii sterilului se situeaza intre 5 -6%. Sarea depozitata se intareste imediat din cauza compactarii si recristalizarii. Operatiunile tehnice de stocare sunt aplicate si optimizate de peste 30 de ani. Sedimentele de steril saline sunt stocate folosindu-se benzi transportoare si sisteme de imprastiere, aceasta parmitand stocarea mai abrupta si mai inalta decat stocarea uda. La halda sunt aduse pana la 1200 de tone de steril solide pe ora. Aceste cantitati enorme de material sunt stivuite in apropierea unitatii de procesare, pentru a minimiza transportul pe distante lungi, prin comunitati. Distributia sterilului pe halda este efectuata prin combinarea mai multor benzi transportoare. In functie de tipul de constructie ales, benzile de descarcare pot fi rasucite, ajustate pe inaltime si, daca este necesar, lungite telescopic. Este preferata o inaltime redusa pentru descarcare. O banda transportoare subiacenta, asezata sub banza transportoare principala este reversibila (vezi figura de mai jos), pentru a evita generarea unor cantitati mari de praf in contitii de vant. Controlul generarii de praf nu reprezinta o problema in ceea ce priveste Sedimentele de steril provenite prin separarea umeda, deoarece umiditatea reziduala de 5-10% este suficienta pentru a elimina problemele de proaf si pentru a asigura o consolidare rapida a haldei.

Figura 2.17: Fotografia unei benzi transportoare cu banda subiacenta reversibila Procesarea, prin urmare si descarcarea sterilului sunt efectuate continuu, zi si noapte. Angajatii lucreaza, in mod normal, in schimburi. Sistemele continue de lucru genereaza mai putin praf si zgomot si nu este necesar transportul materialelor pe distante lungi. Pentru a se evita vreun efect asupra habitatului natural, atat pe termen scurt cat si pe termen lung, se iau in considerare rezultatele studiilor de dezvoltare, care calculeaza si acest aspect. Regimul de control si monitorizare examineaza factorii seismici sau tasarea suprafetei rezultata in urma activitatilor de minerit. Stabilitatea stratului de suport sau cea a galeriilor subterane pot fi masurate prin monitorizare seismica. La suprafata se monteaza diferite sisteme de control si monitorizare, de exemplu pentru protectia apei freatice, determinarea si controlul deversarilor de saramura in apele raurilor si procesul tehnologic mineral, emisiile de praf, consumul de energie, aprovizionarea cu apa, etc. Cateva locatii au inclinometre pentru pante, care folosesc la studierea deformarii si stabilitatii haldei. Stabilitatea pantei necesita o monitorizare mai redusa, fiind limitata de topografia naturala. 1.2.3.2.2 Pile de steril

Chapter 3

284 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

In mod obisnuit, Sedimentele de steril provenite de la unitatile canadiene si din SUA sunt pompate ca namol, cu 20-35% reziduuri solide, deasupra pilelor de steril. Malul se scurge pe panta dorsala putin inclinata a pilei, Slamul adunandu-se la baza. Santuri de capacitate redusa sunt construite pentru a limita deversarea saramurii in mediul inconjurator. In prezent, pilele de steril au aproximativ 50 de metri inaltime. Din cauza inaltimii reduse comparate cu cea a haldelor, aceasta metoda de management al sterilului ocupa suprafete mari de teren.

Figure 2.18: Sectiune a unei pile de steril tipice canadiene (schema) 1.2.3.2.3 Ramblaierea A doua metoda de management pentru Sedimentele de steril solide este una subterana. Aceasta metoda este aplicata in depozitele cu inclinare abrupta din nordul Germaniei si in minele de potasiu din New Brunswick, Canada. Din moment ce densitatea masei de steril este mult mai redusa decat cea a zacamantului original de potasiu, numai o parte din reziduuri poate fi adapostita in spatiul ramas dupa extragerea materiei brute. In cele mai multe statii de potasiu, unde minereul este extras din depozite plane, reumplerea nu este folosita, din motive economice. O metoda similara, insa de importana mai redusa in minele europene, este reumplerea cu steril umede (mal). Malul este deversat in subteran pentru a umple abatajele, care au forma de „dom”. Totusi, aplicabilitatea acestei optiuni depinde, printre altele, de existenta unei formatiuni geologice corespunzatoare (expl: depozit local cu inclinare abrupta). La statia Unterbreizbach din regiunea Werra, la steril este adaugata saramura iar malul rezultat este pompat pentru reumplerea abatajului.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 285

Figura 2.19: Sistemul de ramblaiere cu steril solide (clorura de sodiu) la statia de la Unterbreizbach, Germania Statia de la Unterbreizbach difera de alte unitati de potasiu cu depozit plan in diferite aspecte: Geologie: o zacamantul exploatat la Thuringia contine un strat foarte dens de carnalit deasupra zacamantului

de sare tare. Dupa exploatarea carnalitei, raman o serie de „domuri” goale. Procesarea minerala: o este folosita o combinatie intre dizolvarea termala si flotatia kieseritului Manaegmentul sterilului: o Sedimentele de steril saline (clorura de sodiu solida) provenite din flotatia kieseritului sunt

barbotate cu MgCl2-saramura (saturata) din procesul de divolvare termala, iar apoi pompate in subteran pentru reumplere. Eficienta sistemului de reumplere poate fi ridicata cu o a doua conducta. Saramura este recuperata in subteran si pompata inapoi la suprafata pentru reutilizare.

In UK este investigata reumplerea cu steril insolubile in forma barbotata. In acest caz, volumul potrivit pentru plasament este dictat de conditiile geologice corespunzatoare si o configuratie potrivita a exploatarilor miniere. Incercarile similare din Spania au esuat din cauza conditiilor geologice sarace. 1.2.3.2.4 Deversarea in apele de suprafata La operatiunile din Germania si Catalonia, saramura provenita din productie, cateodata amesteacta cu mici cantitati de apa sarata din haldele de steril, este colectata in bazine de retentie liniare, iar apoi deversata in apele de suprafata (expl: rauri). Urmatoarea figura arata un astfel de bazin.

Chapter 3

286 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 2.20: Bazin de retentie a apei la o mina de potasiu din Germania In Germania, deversarea in apele de suprafata este combinata cu deversarea in apele subterane (vezi urmatoarul capitol). 1.2.3.2.5 Deversarea in subteran Pomparea solutiilor sarate in subteran este posibila numai daca sunt indeplinite anumite conditii geologice. Formatiunile geologice necesare pentru acest proces trebuie sa prezinte o porozitate si o permeabilitate suficiente si nu trebuie sa aiba contact cu alte formatiuni care ar putea fi folosite pentru aprovizionarea cu apa. In industria germana a potasiului este folosita o combinatie intre deversarea in apele raurilor si deversarea in apele subterane. In apele raurilor se deverseaza cat mai mult apa de procesare. Acest lucru este determinat de stabilirea unui prag pentru cloruri in rauri, tinand cont de deversarile totale din toate minele de potasiu (vezi figura de mai jos). Excesul de apa este pompat in apele subterane de adancime.

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 287

Figura 2.44: Managementul a trei mine de potasiu (WI, HA, UB) in zona Werra, Germania 1.2.3.2.6 Managementul marin al sterilului La operatiunile cu potasiu de la Cleveland, zacamantul este sfaramat si separat in potasiu si fractiuni reziduale. Sterilul constau, in principal, din clorura de sodiu cu mini cantitati de sulfat de calciu si argila. Aceste componente naturale sunt amestecate cu apa de mare si deversate in Marea Nordului printr-o conducta lunga de deversare. Deversarile in Marea Nordului sunt controlate de Comisia OSPAR (OSPARCOM, http://www.ospar.org/eng/html/welcome.html) si, in acest caz, permise de legislatia din UK. Acest lucru inseamna ca regulile privind deversarile in Marea Nordului dezvoltate de OSPARCOM au fost adoptate de guvernul UK, care a folosit informatiile pentru a stabili contidiile de permisivitate si monitorizare. Au fost efectuate studii de baza extinse cu privire la zona de deversare, inclusiv basimetrie (masurarea adancimii apelor), tendintele florei si faunei, calitatea apei si statutul pescarilor locali importanti. Monitorizarea continua a cantitatii si calitatii deversarilor asigura pastrarea tuturor parametrilor cub valorile consimtite. Analize ale mostrelor de zacamant, produse finite si ale efluentilor solizi permit un echilibru cantitativ pentru a fi posibile ajustari ale debitului si ale altor date de monitorizare. Studii continue anuale ale parametrilor sunt efectuate de experti externi, pentru a se asigura ca efectele deversarilor sunt determinate si tinute la un nivel minim. Mostre de audit sunt cerute de legislatie, pentru o confirmare independenta a rezultatelor companiei. Intalniri anuale ale actionarilor asigura faptul ca rezultatele monitorizarilot sunt comunicate tuturor partilor interesate, iar acestea au posibilitatea de a influenta directia si continutul viitoarelor programe de monitorizare. 1.2.3.3 Siguranta TMF si prevenirea accidentelor In proiectarea TMF sunt luati in considerare urmatorii factori: • examinarea stabilitatii solului • examinarea stabilitatii haldei • reducerea permeabilitatii stratului de suport in cazul in care coeficientul mediu de permeabilitate

depaseste de exemplu: 1 x 10 – 9 m/s, dar specific locatiei si in functie de constatarile evaluarilor de mediu

• evitarea straturilor artificiale de sigilare cu putere mica de forfecare (impact negativ asupra stabilitatii haldei)

• aplicarea sterilului umede, dar cu un continut de umezeala sub 10% Inspectiile haldelor sunt efectuate, in mod regulat, de operator. Acestea includ supravegheri anuale ale haldelor si observarea canalelor si bazinelor. 1.2.3.4 Inchiderea si ingrijirea ulterioara

Chapter 3

288 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Pentru reabilitare si ingrijirea ulterioara, descrierea statutului actual si dezvoltarea ulterioara a facilitatii, inclusiv zona de management al sterilului, si planul de inchidere a unitatii miniere sunt descrise intr-o schema detaliata. Dupa aprobarea planului de monitorizare si supraveghere a inchiderii, utilajele operationale trebuie indepartate. Totusi, haldele de steril raman neschimbate pentru o perioada lunga de timp. Un fond care sa acopere consturile de intretinere este finantat din costurile operationale inca inainte de inchidere. 1.2.4 Managementul sedimentelor de steril Din moment de potasiu este exploatat numai in subteran, cantitatile de steril de roca scoase la suprafata sunt relativ mici. Sedimentele de steril de roca raman in subteran, in camere goale ale exploatarii. In mod obisnuit, aceasta mutare a sterilului este numita „depozitare” sau „ramblaiere”. 1.2.5 Emisiile curente si nivelul de consum Cantitatile de emisii si scurgeri variaza de la o mina la alta. Sunt influentate intr-o oarecare masura si de conditiile naturale – componentii depozitului exploatat si nimeralele extrase. Conditiile specifice site-ului – forma de mineralizare, gradul si degajarea materialului, amestecul de constituenti minerali din depozitul exploatat – sunt intotdeauna unice. In functie de zacamantul exploatat si de produsul dorit, este ales un procedeu care elibereaza steril solide si lichide in proportii diferite. Emisiile si scurgerile sunt, de asemenea, o parte a metodei de procesare si management. 1.2.5.1 Managementul apei si al reactivilor In general, este posibila dizolvarea intregului sterilului solid si deversarea solutiei rezultate, inclusiv a insolubililor, in sistemul natural al apei (expl: managementul marin al sterilului in UK). Haldele de steril genereaza solutii saline atunci cand precipitatiile atmosferice dizolva sarurile. Apa care se scurge este colectata in canale sigilate in jurul haldei si pompate in bazine de retentie sigilate. De aici, apa sarata este deversata in apele de suprafata naturale (rauri) sau pompate in pamant (ape subterane de adancime) Izolatiile canalelor de scurgere si bazinelor de retentie sunt inspectate periodic pentru a se evita salinizarea solului sau a apelor freatice. Mai mult, apa din panza freatica din vecinatatea haldelor este analizata periodic pentru a se verifica calitatea acesteia. Pentru reumplere, nu se foloseste nici un supliment de apa. Pentru reumplerea cu steril maloase, la statia Unterbreizbach, saramura de procesare este combinata cu reziduuri solide. Saramura este folosita doar ca mediu de transport, fiind reciclata. Saramura de procesare este refolosita in diferite aplicatii din procesarea mineralelor, pentru a minimiza consumul de apa. La sedimentele de steril solide nu se detecteaza cantitati semnificative de reactivi. Singurul reactiv folosit rezulta din separarea electrostatica sau din flotatie. Aceste metode de procesare functioneaza cu un continut redus de compusi organici (acid salicilic, amini grasi). Principalii componenti ai saramurii lichide sunt saruri anorganice, in timp ce prezenta compusilor organici (TOC) si a metalelor grele este neglijabila. Aceasta este o consecinta a formarii formatiunilor minerale, prin evaporarea apei marine acum aproximativ 250 de milioane de ani. 1.2.5.2 Emisiile in apa

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 289

In continutul apei care se scurge pe suprafata haldelor nu au fost detectate cantitati importante de elemente urma, metale grele sau substante organice. Principalii compusi ai aceste ape sunt sulfati si saruri precum clorura de sodiu, magneziu, potasiu, calciu. Volumul de apa care se scurge pe suprafata unei halde depinde de permeabilitatea solului, precipitatii (anual) si de componentii sterilului saline. Daca unul dintre componentii sarurilor minerale este kieseritul (MgSO4·H2O), acesta se va regasi, in cantitati reduse, si in randul sterilului. La contactul cu apa de ploaie, kieseritul este hidratat si incorporeaza o parte din apa. In consecinta, capacitatea de liant a apei la o halda de steril de la o mina de potasiu este strans legata de continutul specific al mineralelor. Un al doilea factor major ce influenteaza cantitatea de apa de pe suprafata unei halde este evaporarea apei., care depinde de anumiti factori, precum temperatura, umiditatea, viteza vantului, culoarea sterilului, intensitatea soarelui, etc. 1.3 Carbunele In acest capitol au fost incluse practici din Spania, din zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren, Germania, si din zonele Ostrava si Karviná, din Republica Ceha. In plus, au fost adaugate si comentarii cu privire la Marea Britanie. 1.3.1 Mineralogie si tehnici miniere Toate resursele Germaniei de antracit dateaza din era carbonifera. In timp ce bazinele Saar si Ibbenbüren reprezinta ramasite ale unor bazine carbonifere intinse, la Ruhr sunt intalnite resurse masive care inainteaza catre Marea Nordului. Ariile curente de exploatare sunt subterane, la adancimi intre 900 si 1500 m. Conditiile din bazinul Saar sunt mai complexe decat in bazinul Ruhr. Cocsul de calitate superiora, carbune bogat in materii volatile si carbune industrial, contin de regula 6-9% cenusa si mai putin de 1% sulf, desi unele filonuri necesita spalare intensiva inainte de a fi vandute. Mina Niederberg si depozitul de la Ibbenbüren contin antracit, carbune cu un continut fix de carbon intre 92% si 98% (la bazele uscate, lipsite de materii anorganice). In prezent sunt in uz exploatari cu front lung de pana la 400 de metri. Grosimea filonului este intre 1.0 – 4.0 m, fiind folosite pluguri in zonele subtiri si masini de taiat fagase verticale pentru aplicatiile in zonele cu o grosime mai mare. Antracitul din Republica Ceha se gaseste in principal in Basinul Silesian Superior. Marea falie, denumita falia Orlova, divide partea ceha a Bazinului Superior Silesian in partea vestica (zona Ostrava), care este mai veche si cu un caracter paralic (litoral) al sedimentelor si al filonilor de carbune, si sectiunea estica (zona Karviná), care are un caracter limnic atat in ceea ce priveste sedimentele cat si carbunele. Zona vestica contine cateva filonuri subtiri de carbune cocsificabil superior, in timp ce zona estica este caracterizata prin prezenta abundenta a filonuri de grosime mare continand amestec de carbune cocsificabil si carbune volatil industrial. Unele dintre caracteristicele antracitului sunt continutul de carbon de peste 73.4%, mai putin de 50% materii volatile si o valoare calorica uscata (fara cenusa) ce depaseste 24MJ/kg. Exploatarile miniere din zona Ostrava au atins adancimi de aproximativ 1000 m, ceea ce, alaturi de conditiile complexe si dificile de extragere si geolocice, fac foarte dificila o exploatare exonomica. In consecinta, minele din bazinul Ostrava au fost abandonate gradual. Majoritatea minelor din partea estica au suficiente rezerve ce pot fi exploatate la un cost mult mai redus. Cu toate acestea, carbunele din aceasta zona este de calitate inferioara in ceea ce priveste proprietatile de cocsificare. La sud de bazinul Silezian superior original au fost cercetare rezerve relativ mari de carbune, mai ales in apropiere de Frenštát pod Radhoštěm, unde sedimentele carbonifere sunt ingropate sub stratul

Chapter 3

290 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

miocenic de la poalele muntilor Beskydy. Aici, carbunele poate si extras de la adancimi de 800 – 1300 m, in conditii miniere si geologice dificile. Cum depozitul este situat la granita unei rezervatii naturale, ar putea aparea conflicte de intereze cu cei care se ocupa de protejarea ariei. [83, Kribek, 2002] Cele mai multe operatiuni din Europa sunt bazate pe exploatarea cu front lung, folosind atat pluguri cat si masini de taiat fagase verticale, cu fiecare unitate operand pe mai multe suprafete. In Germania, mai multe exploatari cu front lung sunt telecomandate de la suprafata, nivelurile inalte de automatizare permitand extrageri de produse vandabile de pana la 20000 t/d per exploatare. [79, DSK, 2002], [83, Kribek, 2002]. In Marea Britanie (aproximativ 15 milioane de tone/an) si Spania, carbunele este extras si din exploatari de suprafata. [84, IGME, 2002] 1.3.2 Procesarea minerala In general, dupa extractie, marimea particulelor variaza de la bucati de peste un metru in diametru pana la particule ultrafine (<5 µm). In cele trei bazine carbonifere din Germania (Ruhr, Saar si Ibbenbüren) este extras carbune cu o calitate variabila, de la antrracit, in zona Ibbenbüren, cu 6% materii volatile (MV), pana la huila inalt volatila, la minele subterane Ensdorf, cu peste 36% MV. In 2000, in aceste bazine functionau 12 unitati de procesare a carbunelui, cu capacitati de 950 pana la 1700 t/h. [79, DSK, 2002]. In cele mai multe cazuri, sedimentele de steril de dimensiuni mari (>10 mm) si pulberile fine (0.5 – 10 mm), sunt separate printr-o sita. Pulberile mai fine de 0.5 mm sunt separate prin flotatie. Cateodata, particulele >10/30 mm sunt separate de sterilul mai greu prin separare preconcentrata. Figura urmatoare ilustreaza un flux tehnologic tipic:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 291

Figura 2.22: Fluxul tehnologic standard pentru procesarea minerala a carbunelui [79, DSK, 2002] Una dintre locatii foloseste totusi hidrociclonarea in locul flotatiei pentru pulberile fine [83, Kribek, 2002]. 1.3.3 Managementul sterilului 1.3.3.1 Caracteristicile sterilului Sedimentele de steril tipice din bazinele Ruhr, Saar and Ibbenbüren, din Germania, constau in 55-60% din marna argiloasa, 30-40% argila nisipoasa si 5-15% gresie (mina Prosper-Haniel) [79, DSK, 2002]. Depozitele de antracit pot fi influentate de „amprentele marine”, formate in foste bazine marine golite, ca mediu marin marginal. Depozitele formate in bazine de apa dulce sunt situate in foste delte fluviale, asa numite bazine limnice nu prezinta asemenea influente. Printre substantele relevante de mediu incastrate in straturile intermediare, clorurile si piritele sunt cele mai importante. Precipitatiile venite in contact cu materiale reziduale scurg sarea si se acidifiaza prin oxidare sulfurica. In consecinta, valoarea pH-ului scurgerilor si al apelor de suprafata astfel influentata scade (ARD, see Section 2.7). Sedimentele de steril mai fine de 0.5 mm din minele de carbune de la Ruhr, Saar si Ibbenbüren, cu peste 77% materii solide si omogen minerale au fost testate in detaliu. In testele fizice si chimice cu considerente pe termen lung, inclusiv evaluari de impact de mediu, s-a dovedit ca Sedimentele de steril de flotatie pot fi folosite in constructia de captuseli de suprafata, atingand chiar standardele stringente ale German Technical Standard pentru constructia de captuseli pentru rambleuri [80, DSK, 2002]. In testele de laborator, Sedimentele de steril maloase din flotatia din cadrul procesarii antracitului pot atinge coeficienti k de aproximativ 5 x 10-9 m/s. in testele la fata locului au rezultat coeficienti kf – de ~

Chapter 3

292 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2 x 10-7 m/s. Acesti coeficienti k nu ating valorile cerute de standardele TASi/LAGA pentru captuseli minerale (kf = 5 x 10-10 m/s) si nici pentru izolatii de suprafata pentru categoria rabbleu I (k = 5 x 10-9 m/s). [79, DSK, 2002] In zonele Ostrava si Karviná, Sedimentele de steril de dimensiuni mari sunt duse la halda, iar cele fine, de flotatie, sunt stocate in bazine sau iazuri. Intr-unul din cazuri, in steril a fost masurat un nivel de radioactivitate de 75.5 ± 6.9 Bq/kg. [83, Kribek, 2002] In managementul sterilului de carbune mai trebuie luate in considerare alte doua aspecte importante: 1. Sedimentele de steril de carbune pot sa-si imbogateasca continutul asimiland in mod natural

materiale radioactive (NORM) ca urmare a formatiunii initiale 2. si pot cauza probleme ARD similar cu filonurile de metal cu continut de sulfura, din cauza

continutului de pirita al carbunelui. 1.3.3.2 Metode de management aplicate In bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren, functioneaza un total de 23 de halde de steril si 7 iazuri de steril umede [79, DSK, 2002]. Trebuie manevrate cantitati considerabile de steril provenite de la extragerea carbunelui (aproximativ 33 de milioane de tone in bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren in 2000), din moment ce pot urca pana la aproximativ 50% din productia bruta. In principiu, sunt disponibile trei metode de management: folosirea interna, pentru reumplerea subteranului sau in proiecte de constructii legate de operatiile

miniere (inaltarea de poduri sau faleze) aplicatii externe, ca si produs comercial, ca material de baza in sectorul de constructii si constructii

civile depozitare in halda de steril sau in helestee reziduale.

Ca punct de reper, aproximativ un sfert din toate rocile si Sedimentele de steril din bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren se comercializeaza pentru aplicatii interne si externe (see Section 2.7.3), in timp ce restul este stocat la halda de steril si in helestee reziduale (vezi figura de mai jos).

3 % tailings pond

ProductionMillion t

Whereabouts

8.7

23.4

26 % sales

71 % tailings dump33.1

1.0

2 %

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 293

Figura 2.45: Productia de steril si metodele de management aplicate in bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren in anul 2000 [79, DSK, 2002] La mina de carbuni Prosper-Haniel, Sedimentele de steril de flotatie, care insumeaza intre 13 si 18% din totalul sterilului, sunt transportate in cammioane pe drumurile publice [79, DSK, 2002]. Deshidratarea sterilului fine Sedimentele de steril mai fine de 0.5 mm, provenite din flotatie, sunt ingrosate pana la o solidificare de 25 – 50%. Depozitarea finala se face in bazine special construite, Sedimentele de steril fine fiind transportate prin conducte sau cu camioanele pana la aceste facilitati. Cand se ia in considerare depozitarea sterilului fine la haldele de steril, din motive de spatiu, acestea trebuie deshidratate, pentru a atinge o stabilitate structurala suficienta. In principal, se pot aplica trei metode pentru a reduce continutul de apa al sterilului deja ingrosate: • filtrare cu filtru-presa cu rame, (vezi Section 2.3.1.10) acolo unde se gaseste un continut suficient de apa, ca in cazul sterilului de flotatie, sunt folosite

bazine centrifuge pentru deshidratare (vezi si Section 2.3.1.10) bazine de sedimentare (depozitare temporara in decantoare, aproximativ trei ani)

Deshidratarea sterilului prin sedimentare este efectuata dupa cum urmeaza: in prima faza, primul decantor este umplut cu steril ingrosate (namol) care incep sa se depuna. In cea de-a faza, namolul incepe sa se decanteze, iar in cea de-a treia faza Sedimentele de steril uscate sunt excavate, fie urmand a fi depozitate la halda de steril, fie pentru uz extern, ca material de constructii. In functie de conditiile climatice, fiecare faza poate dura pana la un an. Acest lucru inseamna ca un set de decantoare poate fi utilizat in acelasi timp pentru trei sau mai multe iazuri de steril adiacente. In minele de carbune din Spania, Sedimentele de steril de dimensiuni mari sunt depozitate la halda sau sunt folosite pentru reumplere sau ca material de umplere in alte zone. Sedimentele de steril de flotatie sunt fie: filtrate si vandute, fie filtrate si depozitate impreuna cu Sedimentele de steril de dimensiuni mari, fie descarcate ca namol in iazuri reziduale

[84, IGME, 2002] 1.3.3.2.1 Haldele de steril Asa cum este aratat in figura urmatoare, in anul 2000 erau descarcate aproximativ 23.4 milioane de tone, dintr-un total de 33.1 milioane de tone, numai din bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren. Dezvoltarea de-a lungul timpului a proiectelor de design a haldelor din zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren este ilustrata in figura urmatoare:

Chapter 3

294 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Spitzkegelhalden

Tafelberge

Landschaftsbauwerke

1. Generation

2. Generation

3. Generation

conical tailings heaps

flattened-cone heaps

landscape-integratedtailings heaps

Figura 2.46: Dezvoltarea haldelor de steril in bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren [79, DSK, 2002] Incepand cu anii 1970, a fost implementata o a treia generatie de hale de steril, asa numite constructii integrate in peisajul natural. Incepand de atunci, aceste halde au fost acceptate ca elemente esentiale de peisaj in zonele industrial dens populate din baninele Ruhr si Saar, datorita valorii recreationale si ecologice. In principiul Sedimentele de steril sunt descarcate la halda in straturi. Grosimea straturilor variaza de la 0.5 m la 4.0 m. Compactarea este realizata de rotile camioanelor de transport si prin vibratii, pentru a reduce pe cat de mult se poate, penetrarea oxigenului sau a precipitatiilor in interiorul haldei si astfel minimizand sau chiar prevenind generarea de ARD de la oxidarea piritei. Ca un exemplu, sunt descrise haldele de steril de la minele Prosper Haniel, din bazinul Ruhr: In prezent, operatiunile de la haldele de la Haniel sunt in stadiu final, in timp de descarcarea la noua halda ‘Schöttelheide’ a inceput inca din 1998. Ambele facilitati sunt asa-numite de a „treia generatie”. Tabelul urmator ofera cateva informatii despre dimensiunile celor doua halde.

Inceputul operatiunilor 1963 1998 Suprafata finala (ha) 108 66.7 Suprafata curenta (ha) 108 10.0 Inaltimea finala (m deasupra solului)

126 62

Inaltimea curenta (m desupra solului)

99 5

Capacitate totala (milioane de m³)

57.3 15.8

Capacitate reziduala (milioane de m³)

6.3 15.2

Tabel 2.5: Haldele de steril de la minele Prosper Haniel din regiunea Ruhr Halda de steril Haniel

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 295

Peisajul partii superioare a haldei includea construirea unui amfiteatratru cu o capacitate de 750 de persoane. In prezent, aceasta halda de steril reprezinta un element unic incadrat in peisajul natural al bazinului Ruhr, cu un inalt interes cultural. Spre deosebire de planificarea anterioara. Flancurile haldei, planificate pentru impadurire, abia acum sunt insamantate. Acest lucru necesita o suprafata de impadurire de 20 ha in imediata vecinatate a haldei de steril. Schöttelheide Pentru autorizarea noii halde Schöttelheide, au fost colectate urmatoarele informatii: • managementul apei:

studii hidrologice, inclusiv modelul apei subterane conceptul de scurgere pentru suprafata haldei de steril plan pentru sistemul hidraulic/subteran in zonele marginale ale haldei studiul proceselor hidrochimice din sistemul de scurgere, cu accent pe siguranta operationala masuri compensatorii pentru managementul echilibrat al apei, retentia si descarcarea

precipitatilor si a infiltratiilor de pe suprafata haldei

• descarcarea plan de descarcare, inclusiv calcule esentiale cu privire la stabilitatea structurala si tasare Opinia unui expert cu privire la protectia impotriva incendiilor in faza de descarcare

• emisii, imisii:

opinia unui expert cu privire la emisiile si imisiile de praf evaluarea unui expert a emisiilor si imisiilor de zgomot

• climatul:

opinia unui expert cu privire la psibilele efecte asupra conditiilor climatice locale in vcinatatea haldei de steril

• studii de impact de mediu: • planuri de dezvoltare regionala:

planuri regionale privind dezvoltarea unor structuri integrate in peisajul natural, inclusiv planuri de modelare si recultivare

planuri de dezvoltare regionala privind transportul sterilului in camioane • recreerea:

controlul activitatilor recreationale la locatiile haldei de steril

• silvicultura: dezvoltarea peisajului forestier.

La inceputul muncii preparatoare, intregul sol fertil de pe suprafata ce urma a fi construita a fost recuperat. Pentru instalatiea Schöttelheide, a fost aplicata metoda inelului de scurgere (vezi Figura 0.8). Deasupra sistemului de scurgere, un canal urmareste baza haldei, colectand scurgerile de suprafata si le transporta pentru sedimentare. Cu exceptia partii vestice a facilitatii Schöttelheide, stratul de pamant de la baza este impermeabil. Numai in zone reduse pamantul de baza prezinta „ferestre” hidrologice. Acestea au fost sigilate folosindu-se material rezidual compactat.

Chapter 3

296 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Scurgerile de suprafata, infiltratiile si apa subterane sunt colectate in lagune de retentie si deversate printr-o conducta cu presiune in raul Emscher. Pentru documentarea si evaluarea efectelor rezultate din impactul asupra sistemului circulatiei apei, este in derulare o monitorizare comprensiva a apei freatice, masurandu-se atat precipitatiile de suprafata cat si cele freatice. Pentru aceasta au fost sapate puturi de observatie. Acest set de masuri permite operatorului sa discute in orice moment cu expertii posibilele schimbari ale compozitiei apei freatice si sa initieze rapid masurile necesare. Halda finala va avea doua varfuri, cu inaltimi de 52 si 62 m si se vor inalta lin din padurea inconjuratoare. Doar panta cea mai de jos a fost construita cu o inclinare de 1:2 in marginea ariei impadurite. Intreaga suprafata a haldei va fi accesibila printr-un sistem de alei vast, pentru scopuri recreationale ce vor fi integrate in imprejurimile haldei. Suprafata va fi acoperita partial cu sol fertil; unele parti ramanand totusi „negre” de material rezidual. Plantarea va fi efectuata cu arbori si arbusti autohtoni, plante ce ot fi intalnite in zonele inconjuratoare. Recultivarea terenului este programata sa inceapa cat mai curand posibil si va progresa succesiv. Pentru a permite accesul basculantelor si pentru ale masuri de constructie, de exemplu laguna de retentie, au fost taiate 15 hectare de padure. In jur de 46.6 hectare vor fi impadurite chiar pe halda, urmand a fi luate si alte masuri de inlocuire silvica in zonele inconjuratoare. In Marea Britanie, haldele de steril sunt inaltate la un profil agreat impreuna cu autoritatile competente si sunt acoperite cu sol si integrate in peisaj la inchiderea lor. Scurgerile de suprafata deversate in cursurile de ape trebuie sa se incadreze in niste limite specifice, pentru a minimiza impactul asupra calitatii apei. Sedimentele de steril de dimensiuni mari, in mor obisnuit cateva sute de mii de tone pe an, de la minele de carbune din bazinele Ostrava si Karviná sunt transportate la halda cu ajutorul benzilor transportoare sau de camioane. In alte cazuri, sunt folosite in recuperarea vechilor bazine reziduale sau pentru incadrarea in peisajul zonelor tasate. [83, Kribek, 2002] 1.3.3.2.2 Bazinele/iazurile de steril Adesea, namolul fin rezultat in urma flotatiei este pompat in bazine de sedimentare (din cauza depunerilor de pamant) sau in bazine tehnologice. Decantarea sterilului are loc in cateva bazine/iazuri in serie. Sedimentele de steril decantate sunt excavate periodic si refolosite sau vandute. Apa purificata este, in mare parte, reciclata la unitatea de procesare minerala [83, Kribek, 2002], [84, IGME, 2002]. Iazul Hahnwiese Urmatorul text descrie experianta operarii sterilului carbonifere intr-o zona influentata de extragerea carbunelui subteran, atat in trecut cat si ca planificare de viitor. Masurile tehnice sunt dupa cum urmeaza: • volumul barajului: 1.6 milioane m³ • inaltimea maxima a barajului: 36 m • lungimea crestei barajului: 636 m • grosimea crestei barajului: 40 m, planificat ca baza pentru inalteri ulterioare • panta: 1:2 (ia apa/amonte ), 1:3 (in aer/aval) • volumul de depozitare: 2.2 milioane m³. Prin calcularea elementelor de miscare a pamantului din planurile zonei initiale ale activitatilor miniere trecute in doua districte invecinate, efectele trebuie asupate dupa cum urmeaza:

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 297

Elemente de miscare a pamantului Valoarea maxima de afectare a zonei

investigate tasarea, m ~4 m la creasta barajului

~5.5.m la talpa barajului Elongatia (mm/m) 2 - 8 mm/m Comprimarea (mm/m) 2 - 4 mm/m in suprafata barajului

Tabelul 2.6: Efectele asupra TMF rezultate din activitatile miniere trecute Aditional, au fost luate in considerare efectele activitatilor miniere viitoare. Alte investigatii in timpul procesuluid e planificare includ: • evaluari ale conditiilor geologice subterane, inclusiv o analiza a sistemului fractural actual • dezvoltarea unui model pentru apa freatica. Barajul este unul etajat, cu un miez contra curentului si un sistem de filtre de scurgere. Un sistem de canaluri facut cu stivuirea tablelor imbuscate ca imbinatii („buza etansa”) reprezinta elementul central de sigilare. O perdea de sedimente ajuta la prevenirea infiltratiilor sub baraj. Acest sistem poate face fata cu succes deformarilor provenite din miscarile induse de activitatea miniera. Conceptul barajului in ceea ce priveste structurile de colectare expuse miscarilor induse de activitatea miniera permite sa faca fata situatiilor periculoase prin instalarea unui sistem de monitorizare a redundantei. Programele de masurare si observatie sunt cai importante de identificare a neregulilor la structura de colectare chiar si in timpul operatiunilor. Numai prin identificare timpurie pot fi luate masuri directionare, prevenindu-se producerea de pagube majore ale sistemului de iazuri reziduale. Mai jos sunt listate masuri concrete pentru imbunatatirea situatiilor deficitare.

Sursa de ingrijorare

Observatie Observat de sau la Riscul rezultat Posibile masuri, urmare

G + M Mobilitate mare a apei freatice in zona barajului, in subteran

Puncte de control a suprafetei freatice, statii de control gidraulic

Pierderi de apa din iazuri, probleme de eroziune

Strate de namol si.sau descarcare de namol directionate, instalarea de bancuri de descarcare de namol

G + M Ridicarea apei sub baraj

Statii de control in legatura cu drenajul scurgerilor

Erodarea, slabirea zonei frontale/ eroziune regreziva

Masuri de etanseizare in subteran, perdea de sedimente, verificari ale sistemului de drenare

M Elongatia izolatiei miezului: cresterea apei in avalul barajului, linia de saturatie

Statii de control a drenajului

Imperfectiuni ale izolatiei miezului, eroziune

Daca este posibil reizolarea miezuluim eventual curatarea sistemului de drenare, reintarirea bazei barajului, straturi de material corespunzator dupa cresterea liniei de saturatie

G Sedimentarea in conductele de scurgere

Inspectii ale camerei TV

Reducerea debitului de apa pana la siaj, aceasta cu efect asupra liniei de saturatie a barajului

Spalarea/curatarea, scoaterea sedimentelor prin mijloace mecanice sau chimice (expl: solutie acida)

M

Tasarea, inclinarea, depunerile barajului

Nivelare, masuri de control

Inundarea crestei barajului

Inaltarea barajului, daca este necesar, prin extinderea miezului interior izolat (inclusiv canalele deversoare)

M Clivaj, fisuri, Observatii vizuale, Curatare, eroziune Umplerea sau sigilarea

Chapter 3

298 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

articulatii miscorate in subteran, in baraj si in zona de stocare

masuratori lineare, in caz de necesitate studii topografice ale fundului iazurilor

cu material impermeabil (expl: huma)

M Miscari la marginea podului canalului deversor

Observatii vizuale, masuratori de inclinare, masuratori de pozitie

Pierderea suportului necesar podului canalului deversor

Adaptarea marginilor podului

M Deplasari ale racordurilor

Masuratori speciale ale canalelor deversoare/ conductelor

Pagube la racordurilor canalelor deversoare, scurgeri de apa in exteriorul conductelor, suntare, erosiune progresiva/regresiva

Marirea conductelor, daca este necesar prin montarea de garnituri

M Miscari ale canalelor deversoare

Masurari ale pozitiei/inclinarii

Pagube la imbinarile conductelor, suntare

Marirea conductelor, daca este necesar prin montarea de garnituri

M Miscarile ale elementelor de siguranta ale conductelor de steril (caramizi asezate pe lung)

Control geometric al caramizilor

Scurgeri, eroziune progresiva/ regresiva

Reajustarea conductelor in limitele caramizilor de control

G Precipitatii in tevile supapelor de infiltrare

Inspectii ale camerei TV

Miscorarea diametrului tubular, blocarea scurgerilor de apa prin eroziune

Spalare, curatire mecanica

G + M Indicatii cu priire la surparea barajului

Crapaturi in baraj, cu erosiune regresiva rapida, in legatura cu distrugerea elementelor de etanseizare si deversari

Cedarea barajului, distrugerea barajului

Descarcarea rapida de urgenta prin canalele deversoare (pana la nivelul namolului)

Sursa de risc: G: general, dat de circumstante si exploatare M: initiat de activitatile miniere

Tabel 2.7: Iazurile reziduale influentate de miscarile induse de activitatea miniera: Lista cu potentialele riscuri si masuri de combatere 1.3.3.3 Siguranta TMF si prevenirea accidentelor Zonele Ostrava si Karviná prezinta un risc seismic ridicat. Prin urmare, sunt monitorizate evenimentele seismice [83, Kribek, 2002]. 1.3.3.4 Inchiderea si ingrijirea ulterioara In principiu, in zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren sunt aplicate cinci tipuri de utilizare ulterioara ale locatiilor de basculare: • utilizare silvicola • utilizare agricola

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 299

• amenajari in scopuri recreationale si de petrecere a timpului liber • biotopi secundari • noi zone industriale Disponibilitatea terenurilor este foarte limitata in bazinele populate din Ruhr si Saar. Ariile folosite in scopuri industriale precum managementul sterilului trebuie reintegrate in peisaj cat de rapid posibil. Sedimentele de steril descarcate sunt esantionate imediat dupa sosire, dupa doi ani si apoi dupa trei ani, daca mai este cazul. Pentru fiecare 2500 m² de halda, sunt adunate trei mostre, de la adancimi de 0 - 20 cm si amestecate, pentru a obtine o mostra reprezentativa. Un alt esantion este cules de la o adancime de 40 - 50 cm. Cercetarea materialului de proba include determinarea valorii pH-ului, pentru a identifica gradul de acidifiere, continutul total de sulf (primul esantion) si continutul alcalin. In cazul celui de-al doilea esantion este determinat continutul de P2O5, potasiu, calciu si magneziu accesibil plantelor. Aceste date sunt luate in considerare pentru reacoperirea cu sol si refacerea vegetatiei. [79, DSK, 2002] Utilizarea ulterioara a unei foste arii de steril rezulta dintr-o considerare echilibrata a aspectelor ecologice, de mediu, recreationale si economice. Asa cum demonstreaza exemplul amfiteatrului (Bergtheater („teatrul munte”)) inaltat pe halda de steril Haniel, pot fi luate in considerare si alte activitati culturale si sportive. Alte exemple includ o structura de hala mare construita pe halda Prosperstrasse, pentru skiat, si locatia deschisa a unui muzeu de arta, precum Tetraeder („tetraedrul”) pe zona reincadrata in peisaj Beckstrasse. Managementul haldelor de steril din bazinele miniere germane este adesea proiectat de un arhitect peisajist, tinandu-se cont de opinia publica. Operatiunile de refacere a vegetatiei aflate in proces pot fi accelerate prin diferite masuri (vezi 2.5.10). Dupa inchiderea uneri arii in panta, suprafata de descarcare este insamantata cu iarba. Stratul de iarba ajuta la reintegrarea haldei in peisaj, previne eroziunea di contribuie la formarea humusului in stratul superior de sol. Marimea si compozitia amestecului de seminte de iarba depind de conditiile specifice ale fiecarei zone de descarcare, de structura solului si de conditiile climatice. Pentru insamantarea uda, apa este folosita la transportul semintelor. In afara de seminte, apa mai poate fi amestecata si cu fertilizator, agenti de protectie si de ameliorare a solului. In urmatorul pas, in urma unei evaluari a solului, sunt alesi arborii si arbustii ce urmeaza a fi plantati. Selectarea plantelor si proiectarea schemei de plantare sunt facute in stransa colaborare cu autoritatile forestiere. Materialul de plantare este adus, in cele mai multe cazuri, din plantatii speciale, dupa o perioada de crestere de trei ani si plantat cu o spatiere de la 1 m x 2 m pana la 1 m x 1 m. In afara de masurile de refacere a vegetatiei descrise mai sus, dupa refacerea peisajului natura si-a creat proprii biotopi umezi si uscati, aparand mici cursuri de apa si conturandu-se noi spatii. Astfel, bazinele Ruhr, Saar si Ibbenbüren tind sa devina baza unor habitate de flora si fauna variate. [79, DSK, 2002] In zona Ostrava – Karviná, a fost dezvoltat un plan regional de reincadrare in peisajul natural a facilitatilor de steril si de management al sterilului. [83, Kribek, 2002]. 1.3.4 Managementul sterilului O parte redusa din Sedimentele de steril de roca provenite in urma activitatilor din subteran este descarcata la halda de steril. Cantitatea normala provenita din exploatarile deschise din Marea Britanie este depozitata la halde temporare, in acord cu cerintele tehnice ale Health & Safety at Quarries:- Quarries Regulations 1999 – Approved Code of Practice (Sanatate & Protectie la Cariere: Regilamentul Carierelor 1999 – Cod de

Chapter 3

300 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Practica Aprobata). Dupa extragerea depozitelor de carbune, Sedimentele de steril de roca sunt descarcate in spatiile goale si reincadrate in acord cu Autorizatia de Planificare. Mutarea supraincarcarilor de la locatie este in mod normal interzisa specific de Autoritatea de Planificare Miniera. Haldele de roca sunt inaltate la un profil agreat cu Autoritatea de Planificare Miniera din Marea Britanie, la inchidere fiind acoperite cu strat de sol fertil si reincadrate in peisaj. Scurgerile de suprafata si deversarile in cursurile de apa trebuie sa se incadreze in anumite limite, pentru a minimiza impactul asupra calitatii apei. 1.3.5 Emisiile curente si nivelul de consum 1.3.5.1 Managementul apei si al reactivilor Reactivii folositi in flotatie carbunelui sunt amestecuri a caror compozitie este numai partial cunoscuta. De asemenea, sunt subiectul variatiei unei largi scale de procese de rafinare. In cele mai multe cazuri sunt folosite amestecuri de emulsificatori si particule de ulei usor (colectori) sau alcool (spumanti). Reactivii de flotatie uzati pot contine urme a 50 de substante. In timp ce continutul de sare si de metal al carbunelui si capacitatea de dizolvare sunt bine cunoscute, continutul de chimicale organice nu este bine documentat. Se presupune ca majoritatea contaminantilor se vor acumula pe Sedimentele de steril fine de flotatie, datorita suprafetei specifice mari. Contaminantii organici pot sa provina din reactivii de flotatie, precum mai sus, dar pot proveni si din uleiurile hidraulice folosite in operatiunile miniere. Metodele conventionale de analiza a continutului organic in Sedimentele de steril carbonifere sunt predispuse la erori, in primul rand pentru ca nu sunt potrivite pentru concentratii atat de mici, dar si pentru ca aceste metode dizolva hidrocarbonul prezent. Totusi, prin mijloacere de urmarire radioactiva (folosind 14C) poate fi aratat ca 1 kg de steril de flotatie contine 120 mg de reactivi de flotatie. Aceasta „incarcatura” scade prin imbogatirea continutului de cenusa al sterilului. [102, Diegel, 1994] Desi reactivii de flotatie se pot acumula pe suprafata sterilului fine, acestia raman imobilizati. Prin monitorizarea pe termen lung a scurgerilor de suprafata si a apei filtrate din halda de steril, s-a demonstrat ca nu are loc nici o contaminare a apei din cauza continutului organic al reactivilor de flotatie. Acest lucru este atribuit legaturii puternice a constituentilor organizi si constructiei solide a intregii halde. In unitatile de procesare a carbunelui din Germania sunt folositi reactivi de flotatie bazati pe hidrocarbon sau alcool. Pentru floculare, reactivii sunt bazati pe poliacrilati sau poliacrilamide. In plus de carbunele marunt, listam cativa reactivi tipici folositi in unitati de procesare minerala a carbunelui din USA: • floculanti anionici si cationici • var • apreturi naturale si modificate • soda caustica • apret caustic • acid sulfuric, ca ajustor de pH • alaun (sulfat de aluminiu), ca ajustor de pH

Chapter 3

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 301

• amoniac anhidru [81, MSHA, 2002] Apa purificata din bazinele/iazurile reziduale din zonele Ostrava si Karviná sunt refolosite in cadrul unitotilor de procesare minerala. Surplusul de apa este deversat in apele de suprafata. In flotatie, agentul Flotalex – care este o mixtura de alcool si ulei mineral, este folosit in concentratii de 0.25-0.33 kg/t. Ca floculant, este adaugat un agent organic bazat pe poliacrilamide. [83, Kribek, 2002]. 1.3.5.2 Emisiile in aer Pentru a minimiza emisiile de praf si de zgomot provenite din operatiunile de transport si de depozitare a sterilului rampile si bancurile de lucru au fost transferate in aria interioara a haldei, cat mai departe posibil, si sunt incercuite de talazuri sau scobituri [79, DSK, 2002]. 1.3.5.3 Emisiile in apa Sedimentele de steril fine de flotatie sunt, adesea, depozitate in iazuri sau bazine reziduale (precum in zona Ostrava si Karviná). Cea mai mare parte a apei purificate este refolosita in unitatile de procesare minerala. Totusi, in unele cazuri surplusul de apa este deversat in apele de suprafata. Cantitatile de apa deversata pe an si concentratiile emisiilor in apele de suprafata sunt aratate in tabelul urmator.

Site Parametru Unitati Pasko

v CSA Lazy Dukla CSM

Deversare Mm3 0.2 2.0 1.6 4.0 0.27 COD mg/l 22208 16985 19.19 50.91 1920.2 BOD mg/l 2333 4.34 6.54 20.65 Total materii solubile1 mg/l 1310 Saruri solubile inorganice2

mg/l 687833

Materii insolubile mg/l 131667

7166 9.88 20.58 285.4

P total mg/l 0.04 N-NH4 mg/l 0.06 0.33 0.2 1.48 Cl mg/l 382.5 SO4 mg/l 204.5 290.5 PO4 mg/l 0.055 Fenoli mg/l 0.1 Fe mg/l 0.17 0.22 Mn mg/l 0.09 0.14 Hg µg/l 0.9 Cd µg/l 0.5 <0.005 <0.005 CN total µg/l 6 FN mg/l 0.1 pH 8 8 7.61 1 totalul solubil (nesuspendate) de materie (organica si neorganica) obtinut din esantioane dupa

filtrarea si spalare cu apa distilata 2 sarurile anorganice solubile sunt determinate dupa oxidarea totalului de materii solubile cu H2O2,

folosind metoda gravimetrica

Tabel 2.8: Cantitatea de deversari si concentratia emisiilor din bazinele/ iazurile reziduale in zona Ostrava si Karviná in 2000 [83, Kribek, 2002]

Chapter 4

302 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2 TEHNICI DE LUAT IN CONSIDERARE IN DETERMINAREA BAT (cele mai bune tehnici disponibile) Acest capitol prezinta o serie de tehnici pentru prevenirea sau reducerea emisiilor si tehnici de prevenire sau diminuare a accidentelor in concordanta cu Sectiunea 6.3 a Comunicarii (COM (2000) 664). Toate sunt disponibile si se aplica in mod curent. 2.1 Principii Generale Daca totalul operatiunilor (mina, unitatea de procesare minerala, instalatiea de management al sterilului si a rocii reziduale) este proiectat in concordanta cu caracteristicile sterilului si al sterilului, tinand cont de interactiunile chimice, fizice si biologice variate cauzate de extractie si de procesare, atunci pot fi reduse atat costurile cat si problemele de mediu legate de managementul sterilului. [21, Ritcey, 1989]. De asemenea, managementul sterilului si al sterilului, inclusiv managementul apei, este in mod mormal parte a intrgului ciclu de viata a unei operatiuni, la fel de fundamental ca si extractia [45, Euromines, 2002]. Un bun management al sterilului si rocii include optiuni alternative de evaluare pentru: • in primul rand, minimizarea volumului de steril si de roca reziduala generat, prin alegerea metodei

potrivite de extragere, de exemplu (exploatare deschisa/in subteran, diferite metode de exploatare subterana)

• maximizarea oportunitatilor de uz alternativ in cazul sterilului si a rocilor reziduale, precum uz ca agregat uz in restaurarea altor site-uri uz pentru reumplerea exploatarii

• prelucrarea sterilului si a rocii reziduale in timpul procesului tehnologic, pentru a minimiza hazardul ecologic sau de siguranta, precum: de-piritizarea adaugarea de material amortizor

Cea mai eficienta cale de a reduce cantitatea de roca reziduala este extragerea zacamantului din galerii subterane in locul exploatarilor deschise. Aceasta din urma ar putea prezenta insa avantaje economice vizavi de extragerea subterana, in sensul ca poate exploata o parte mai mare a zacamantului. Cu toate acestea, dupa cum se poate vedea in Section 2.1, sunt mai multe aspecte de luat in considerare in alegerea metodei de exploatare (exploatare deschisa, exploatare subterana sau o combinatie intre cele doua alternative principale). Generarea sterilului si managementul acestora reprezinta astfel de aspecte, precum si siguranta, conditiile de lucru, costurile, optimizarea folosirii resurselor, stabilitatea. Indiferent de metoda aleasa, nu este interesul operatorului sa genereze mai multa roca reziduala decat este necesar, managementul sterilului fiind o resursa care consuma si genereaza costuri companiei miniere, cu un beneficiu redus sau chiar nul pentru companie. Sunt aplicate evaluarile de risc tipice, pentru a estima tehnicile folosite si pentru a sigura ca acestea sunt cele mai potrivite circumstantelor specifice, in termeni de mediu, siguranta, aspecte tehnice si inginerice. Pentru a putea determina posibile motive de cedare a TMF si, in consecinta, pentru a preveni orice viitoare prabusiri, intrebarea de baza care trebuie luata in considerare este „ce se intampla daca?”. Aceasta poate sa insemne luarea in calcul a catorva scenarii posibile si, in functie de posibilele impacturi si de imprejurarile de raspuns, dezvoltarea de planuri cunoscute si intelese de personal.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 303

Orice steril si roci reziduale care nu pot fi evitate (cauzate de accesul la zacamant, motive de siguranta, etc.) si care nu sunt potrivite pentru uzul alternativ (expl: din cauza proprietatilor fizice si chimice, costurilor de transport, lipsa unei piete) necesita o strategie de management potrivita, care tinteste sa asigure:

• siguranta, stabilitatea si managementul efectiv al sterilului ai a rocilor reziduale, cu minimizarea riscului de descarcari accidentale in mediul inconjurator, pe termen scurt, mediu si lung

• minimizarea cantitatii si toxicitatii oricarei scurgeri/emisii contaminate din instalatiea de management

• reducerea progresiva a riscului de-a lungul timpului Daca sunt generate mai multe tipuri de steril si de roci reziduale, selectarea acestora in functie de tip ar putea facilita orice recuperare ulterioara pentru refolosire alternativa sau reprocesare; totusi, amestecul de diferite tipuri de steril si/sau roci reziduale pot reprezenta un factor de mediu bun daca, de exemplu, minimizarea ARD poate fi atinsa in acest fel. 2.2 Managementul ciclului de viata O reducere efectiva a riscului de cedare poate fi atinsa printr-un angajament al operatorului fata de aplicarea adecvata si in forta a tehnicilor inginerice disponibile pentru proiectare, operare si inchiderea TMF, pe intreaga durata de viata a acesteia. 2.2.1 Faza de proiectare Pentru a efectua un management al sterilului si al rocii reziduale responsabil din punct de vedere al mediului, este important ca operatiunea sa fie proiectata pentru inchidere inca de la inceput si sa fie acordata o atentie adecvata cuantificarii pe termen lung a functiilor de mediu si consecintelor TMF/WRMF. Urmatoarea figura ilustreaza fluxul informational pentru „proiectarea inchiderii”.

Baseline studies

Characterisation of tailings/waste/rock

Site specific conditions

Suggested alternative tailings/waste-rock

management throughout life-cycle

Demands on functionality

Risk analysis- operational phase- long-term phase

Evaluation of environmental impact

Feedback of knowledgeNew research results

Improvements

Figura 0.1: Ilustrarea fluxului informational pentru „proiectarea inchiderii”

Chapter 4

304 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

In aceasta sectiune sunt descrise consideratiile cu privire la stadiul de proiectare a unei TMF sau a unei Facilitati de Management al Sterilului (Sedimente miniere Management Facility – WRMF). Doar daca nu este specificat altfel, aceste informatii sunt culese din „Ghidul canadian al facilitatilor de management al sterilului” (Canadian guide to the management of tailings facilities), [18, Mining Association of Canada, 1998] „Cadrul managementului sterilului miniere” (Framework for mining waste management) [45, Euromines, 2002] si contributii orale din partea membrilor TWG. 2.2.1.1 Fundamentarea ecologica Urmatoarele reprezinta un sumar de consideratii ce trebuie luate in considerare atnci cand sunt colectate si confruntate informatiile de mediu folosite in selectarea locatiei, proiectare si operare. Aceste aceleasi informatii de baza sunt importante in dezvoltarea planurilor de inchidere si pentru programele de monitorizare a factorilor de mediu. O lista mai cuprinzatoare poate fi gasita in ghidurile de evaluari specifice de mediu. • identificarea resurselor existente si a folosirii resurselor existente si a terenului din zona facilitatii

de steril si din zona cu un potential de impact crescut, in particular: folosirea terenului si a apei:

folosirea curenta si istorica, inclusiv din punct de vedere recreational, parcuri, locuire umana, surse de apa potabila, consideratii arheologice, activitati miniere, vanatoare, pescuit

ocuparea terenurilor stabilirea dreptului de a achizitiona terenul necesar pentru TMF/WRMF identificarea proprietarului terenului si a drepturilor minerale

• redactarea de date stiintifice de baza – date de mediu stiintifice relevante pentru proiectul zonei

reziduale, inclusiv

date fizice: climatul (expl: temperatura, vant, precipitatii, evaporare, ciclul inundatiilor, infiltratii si

scurgeri, calitatea aerului) apa (expl: hidrologie, delimitarea cursurilor de apa, tiparul inundatiilor, sensul de curgere,

basimetria lacurilor, hidrologie subterana si caracteristice calitative ale apei subterane, apele de suprafata si calitatea sedimentelor)

forme de relief geologie si geochimie (expl: depozite de suprafata (tip, locatie, densitate, permeabilitate),

stratigrafie, geomorfologie, mineralogie, background al continutului elementar) topografie (expl: harti regionale si topografice detaliate, topografie aeriana, imagini din

satelit) topography (e.g. regional and detailed topographic maps, stereo aerial photography,

satellite imagery) soluri (expl: mostre si caracterizari de soluri) hazarduri naturale (alunecari de teren, avalanse, evenimente seismice, potential de

inundatii, actiunea inghetului) informatii referitoare la vechi locatii miniere in apropiere sau sub TMF/WRMF

date biologice:

identificarea ecosistemului supraveghere terestra (expl: flora, pasuni naturale, fauna, specii periclitate si amenintate,

specii migratoare) supraveghere acvatica (bentos, macro-nevertebrate, pesti, plante acvatice)

• redactarea de date de baza socio-economice relevante pentru proiectul ariei reziduale, inclusiv

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 305

background istoric populatie economia regionala(expl: sanatate, educatie, cultura, demografie) identificarea problemelor socio-economice care pot lua nastere in urma proiectului de steril

Un studiu de baza este, de obicei, parte a Evaluarilor Impactului de Mediu (Environmental Impact Assessment – EIA) Aceste investigatii identifica scala de resurse potentiale cu risc din cadrul unei locatii si ofera date ce descriu aceste resurse. Prin urmare, ofera masurile prin care impactul de mediu al unui scop propus spre dezvoltare poate fi prezis si o baza de date folosita la evaluarea viitoarelor schimbari in calitatea mediului inconjurator [25, Lisheen, 1995]. Un studiu de baza corect efectuat ofera date valoroase pentru planificarea ulterioara, schitarea si inceperea lucrarilor la o locatie. Continutul unui asemenea studiu trebuie stabilit in functie de fiecare caz in parte. De exemplu, scopul depinde de tipul si scala de operatiuni propuse. Masuratorile nivelurilor de metale nu sunt relevante acolo unde poluarea metalifera nu intra in discutie. Anexa 3 arata un exemplu actual al scopului unui studiu recent efectuat. 2.2.1.2 Caracterizarea sterilului si a rocilor reziduale Caracterizarea corespunzatoare a sterilului este critica pentru un management corect al sterilului si al rocilor reziduale. Rezultatele caracterizarii vor determina modul in care sunt manageriate Sedimentele de steril si rocile reziduale in timpul operatiunilor (tehnica de sedimentare, masuri protective, etc), la inchidere (cerinte si tehnici de inchidere) si in faza post-inchidere (predictia comportamentului pe termen lung). In mod ideal, caracterizarea sterilului si rocilor reziduale trebuie efectuata inainte de inceperea operatiunilor, iar rezultatele incorporate in planurile facilitatilor de management si in planurile de management. Caracterizarea include caracteristici fizice si chimice ce permit predictia dizolvarii/alterarii (eliberarea de elemente) pe termen scurt, mediu si lung, precum si identificarea comportamentului geotehnic. In aceasta activitate, facuta adesea in faze conform rezultatelor obtinute, sunt folosite o serie de metodologii pornind de la analize relativ simple ale experimentelor de dizolvare, pana la modele complexe de interpretare si modele predictive. In planul unei TMF/WRMF sunt folosite urmatoarele caracterizari ale zacamantului, rocii reziduale (daca sunt folosite la construirea unui baraj sau sunt stocate in TMF), sterilului si procesarii minerale: • caracterizari ale zacamantului si ale rocii reziduale:

cantitatea de rezerva mineralogie proprietati chimice proprietati fizice si ingineresti potential generator acid contaminanti de scurgere zacamantul si schimbarile de calitate a zacamantului in timpul vietii unei mine minereul de calitate inferioara si cantitatea de roca de mina si repartizarea testare cinetica distributia granulara proprietari hidrologice9

9 Proprietatile minerale hidrologice sunt esentiale in efectuarea estimarilor geochimice – calitatea apei, predictiilor de reactivitate si

estimarilor de incarcare (Walder et al. in prep., Environmental Geochemistry of Ore deposits, pp 250)

Chapter 4

306 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• caracterizari ale sterilului, inclusiv descrierea generala a caracteristicilor fizice si chimice, precum: materiale prelucrate zilnic/anual si cantitatea totala distributia particulelor steril solide sau namol, densitatea pastei (% materii solide) stabilitate/plasticitate proprietatile chimice ale materialelor lichide potential generator acid caracteristici geochimice (continut de metal, comportamentul scurgerilor) apa infiltrata comportament de consolidare testare cinetica mineralogie proprietati hidrologice10

• caracteristicile procesarii minerale:

folosirea reactivilor, concentratia si cantitatea indeplinirea criteriilor de reciclare a apei tratamentul unitatii de procesare minerala alte infiltratii in iazurile reziduale conducte si structuri asociate potentialul de inundare a puturilor exploatate si/sau reumplere a subteranului relationarea managementului sterilului la suprafata cu reumplerea

[18, Mining Association of Canada, 1998] Implementarea costurilor efective ale tehnicilor de management al sterilului si rocii reziduale necesita predictia cu acuratete a comportamentului acestor reziduuri minerale in mediul natural. Se folosesc mai multe proceduri si unelte predictive, la nivel international, pentru a caracteriza Sedimentele de steril miniere si pentru a evalua potentialul sterilului miniere si al sterilului de a produce aciditate sau efluenti contaminati cu metale. Reabilitarea acestor unelte depinde de luarea in considerare a multor variabile si factori chimici si mineralogici importanti, sub influenta carora Sedimentele de steril sunt eliminate, si de dezvoltarea de tehnici standard bine documentate pentru caracterizarea sterilului miniere si a altor materiale. In Anexa 4 sunt prezentate o serie de metodologii disponibile pentru caracterizarea geotehnica si geochimica a sterilului si a rocilor reziduale. Pentru a prevedea calitatea probabila a apei de drenaj si curgerea, rezultatele caracterizarii sunt combinate cu date importante (informatii fizice prelevate pentru studiile de baza) specifice unei anumite locatii. Interpretarea tine cont de efectele diferinte din conditiile de laborator si din teren. Metodele computerizate de predictie a comportamentului diferitelor optiuni de management sunt folosite in mod curent. 2.2.1.3 Studii si planuri pentru TMF/WRMF In continuare sunt prezentate o serie de studii si planuri care au fost dezvoltate in proiectarea unei TMF WRMF la un nivel adecvat de detaliere relevant pentru fiecare faza (fazele de design conceptual, preeliminar si detaliat), planuri mentinute pe intreaga perioada operationala si de inchidere a site-ului: o documentarea alegerii locatiei o evaluari de impact de mediu o evaluari de risc o planuri pentru situatiile de urgenta o planuri de depozitare o echilibrul apei si managementul acesteia 10 Proprietetile minerale hidrologice sunt esentiale in efectuarea estimarilor geochimice – calitatea apei, predictiilor de reactivitate si

estimarilor de incarcare (Walder et al. in prep., Environmental Geochemistry of Ore deposits, pp 250)

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 307

o planuri de scoatere din functiune si inchidere Continutul de mai sus reprezinta numai un minimum de cerinte. In practica, in functie de fiecare caz in parte, pot fi incluse mai multe aspecte. [18, Mining Association of Canada, 1998] Elementele listate sunt prezentate mai pe larg in cele ce urmeaza. Alegerea locatiei Operatorul selecteaza o anumita locatie intocmind o expunere documentata, incluzand luarea in discutie a studiilor de locatie alternative si respinse. Mai mult, trebuie identificate problemele legate de perceptia publica cu privire la proiect (potrivit cerintelor actionarilor interni si externi). Problemele care trebuie luate in considerare in selectia locatiei includ: • consideratii de mediu

• parametri de tratament ai efluentilor • emisiile in apele de suprafata • emisii in apele subterane (continut hidrogeologic) • uzul istoric al apelor raurilor • background-ul conditiilor de mediu • impactul asupra vegetatiei, vietii salbatice si vietii acvatice • flora si fauna naturale • considerente arheologice • potentialul de poluare a aerului • considerente estetice • echilibrul apei

• consideratii de planificare:

accesibilitate (constructia drumurilor) distanta de la statia de procesare minerala topografie terenurile existente si folosirea resurselor proprietatea asupra terenurilor si drepturilor minerale coridoare de transport, linii energetice, etc consideratii asupra cursurilor raurilor si suprafetelor de pamant capacitatea valometrica volumul iazurilor reziduale/capacitatea de stocare geologie, inclusiv potentialul zacamintelor disponibilitatea de materiale de constructii conflicte cu activitatea miniera starea fundatiei barajelor starea fundatiei bazinelor hazardul viiturilor hidrologie apa subterana, scurgeri contaminante zona potentiala de impact riscul uman si de mediu schema de management al apei si echilibru preeliminar al apei plan operational plan de depozitie continutul initial si structuri de management al apei estimari preeliminare ale costurilor bazate pe estimari initiale evaluari conceptuale de risc

Chapter 4

308 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

evaluari de sanatate si siguranta • consideratii de scoatere din exploatare/recuperare:

parametri ai undei de viitura potential de refacere a vegetatiei stabilitate fizica si chimica pe termen lung usurinta stabilirii unui drenaj permanent reducerea sau/si controlul scurgerilor acide si al altor contaminanti controlul emisiilor de praf intretinerea pe termen lung, parametri de monitorizare si tratare

• consideratii asupra costurilor de dezvoltare, operare si inchidere:

costul capital costul de transport al sterilului costurile de intretinere si de operare a facilitatilor de steril costuri de inchidere cost pe tona de minereu procesat

Evaluari de impact de mediu Pentru a putea obtine aprobarea din partea legii si a actionarilor, este necesar si indicat juridic sa se efectuezze o Evaluare de Impact de Mediu (EIM). In statele membre UE, EIA este reglementata de Directiva CE 97/11/EC din 3 Martie 199711, amentament la Directia 85/337/EEC din 27 Iunie 1995 cu privire la evaluarea efectelor anumitor proiecte publice si private asupra mediului12. Directiva permite statelor membre sa decida in demararea anumitor proiected, indiferent daca acestea au nevoie de EIM sau nu. Totusi, potrivit Anexei I din Directiva, carierele si exploatarile deschise a acror suprafata depaseste 25 de hectare sunt obligate sa efectueze EIM. Anexa II din Directiva stabileste ca este la puterea statelor membre sa decida daca minele subterane si carierele sau exploatarile deschise de mici dimensiuni fac subiectul unei EIM. Informatia ca operatorul trebuie sa rezolve problema EIM este detaliata in Anexa IV a Directivei.Website-ul http://europa.eu.int/comm/environment/eia/home.htm ofera o multime de informatii si consiliere referitor la Evaluarile de Impact de Mediu. Studii de baza determina conditiile existente inainte de intrarea in functionare a unei noi locatii. Acestea ofera baza pentru orice identificare si evaluare de mediu ulterioara. Masurile detaliate ale studiului si evaluarile de imact de mediu sunt definite, de obicei, de evaluari de marime conduse de autoritatile competente. Uneori pot si suplimentate prin abordarea altor actionari. Procesul evaluarii impactului asupra mediului presupune integrarea cunostintelor cu privire la proiect pe masura ce planurile iau nastere si a cunostintelor referitoare la factorii naturali si sociali, precum si interesele comunitatii si operatorului. In evaluarile de impact de mediu, facilitatile pentru steril vor fi componente ale unui proiect integrat mai mare. Cateva aspecte semnificative legate de steril trebuie luate in considerare in evaluarea de impact de mediu, precum: • studiu bazal de mediu • aspecte ale sterilului provenite de la statiile de procesare minerala • selectatia locatiei facilitatilor pentru steril si roci reziduale, cu o argumentatie solid documentata

pentru selectare • proiectarea conceptuala a facilitatilor pentru steril si roci reziduale. 11 OJ N° L 073 of 14 March 1997 12 OJ N° L 175 of 05 July 1985

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 309

Evaluarea de impact de mediu se refera la impactul proiectat al facilitatilor pentru steril si roci reziduale asupra mediului inconjurator, incluzand: • impact fizic • fiziografie • climatul si posibilele efecte ale schimbarilor de climat • calitatea aerului • zgomot • hidrologie • hidrogeologie • calitatea apei • impact biologic • viata acvatica • vegetatie • viata animalelor salbatice • impact arheologic • impact socio-economic • impact asupra folosirii terenurilor Evaluarea de risc Dupa cum poate fi vazut in mai multe parti ale Capitolului 0 tehnicile aplicate pentru prevenirea accidentelor sunt bazate pe managementul riscului. Mai mult, amendamentul la Directiva Sevesco II13 si initiativele cu privire la managementul sterilului din industria miniera vor face in viitorul apropiat din evaluarea de risc o cerinta legala Managementul riscului general presupune examinarea riscului individual al operatiunilor, legat indeaproape de caracteristicile sterilului si a rocilor reziduale, factori fizici si chimici si alti factori cheie precum natura zacamantului si caracteristicile locatiei. Pot fi selectate cele mai eficiente metode din punct de vedere al costurilor, pentru a reduce efectele riscului la un nivel acceptabil in anumite circumstante. Asa cum este descris in Capitolul 2.2.3.1, unele TMF si WRMF sunt clasificate, de exemplu, dupa consecintele unei posibile cedari a barajului Evaluarea de risc nu presupune doar identificarea „surselor de risc”, dar si evaluarea probabilitatii reale de cedare a barajului, precum si a severitatii consecintelor ce ar aparea in asemenea caz. Este evident faptul ca evaluarea de risc trebuie sa ofere baza pentru dezvoltarea oricarei strategii de risc si pentru toate palnurile si procedurile ce rezulta de aici (incluziv comunicatii, cazul fortuit, timpul de raspuns in caz de urgenta). Riscul trebuie evaluat (si manageriat) de-a lungul fiecarei faze din ciclul de viata ale TMF/WRMF. Totusi, intensitatea evaluarii va fi diferita in fiecare faza, in functie de obiectivele cercetate, complexitatea problemei unei anumite probleme si continutul de informatii disponibile. Evaluarea de risc general include urmatoarele aspecte: Scopul si motivatia evaluarii In acest stadiu al evaluarii trebuie identificati toti factorii implicati Echipa evaluarii de risc Pentru a determina potentialele moduri de cedare, probabilitatea si consecintele unei cedari, este necesara o echipa experimentata, multi-disciplinara, de evaluatori. Echipa va include proiectantul TMF/WRMF, contractorul constructiei, operatorii, personalul de mediu si de management si, in unele cazuri de evaluare detaliata, un specialist in evaluarea riscului. Evaluarile implica personal si specialisti, inclusiv, in unele cazuri, experti de sanatate si personal financiar. Implicarea personalului 13 Directiva Consiliului 96/82/EC din 9 Decembrie 1996 asupra controlului accidentelor mari cauzate de substante periculoase

Chapter 4

310 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

operational este crucial in evaluarea de risc a unei facilitati de steril existente, pentru a putea încorpora cunostintele acestora si experienta in domeniu. Criterii de evaluare Pentru conducerea evaluarii si pentru stabilirea unui nivel acceptabil sau inacceptabil de risc trebuie dezvoltate o serie de criterii. Ideea „probabilitatea crescuta - consecinte majore ale cedarii” este o preocupare, dar se acorda atentiei si ideii „probabilitate redusa - consecinte majore”. Sunt luate in considerare si potentialul de sanatate si siguranta, impactul asupra mediului sau afacerile (reputatie, scaderea valorii terenurilor). Metodologie Evaluarea de risc poate fi calitativa (rata subiectiva de probabilitate, consecinte si risc general) sau cantitativa (valori numerice ale probabilitatii si valori de cost ale consecintelor). Pentru a evalua un numar de potentiale TMF/WRMF este potrivita o simpla evaluare calitativa, intrucat o evaluare detaliata cantitativa este mai potrivia pentru o modificare majora proiectata la o instalatie existenta. Metodologiie practicate in mod curent pentru evaluarea de risc includ: • lista proceselor/sistemelor • modele de proiectare • bilant de siguranta • catalogare relativa • analize preeliminare de hazard • analizale scenariilor posibile • studii de hazard si operabilitate (HAZOP) • analize ale modurilor de prabusire si efectelor (FMEA, FMECA) • analize probabilistice simulate • analiza inlantuirii defectelor • analiza inlantuirii evenimentelor • analize cauza-efecte si a erorilor umane Potentiale declansatoare si moduri de cedare • supraincarcarea barajului prin:

generarea de valuri ce pot depasi barajul prin alunecerari de teren actiunea valurilor de supraincarcare a barajului sistemul de bypass al perimetrului cedeaza si apa intra in rezervoare, depasind capacitatea de

drenare sau stocare, sau o scurgere de deviere exterioara cedeaza si apa patrunde in rezervor iazuri reziduale ce ating nivelul barajului deversari din creasta iazului pentru a salva inaltimea barajului blocarea structurilor de evacuare depasirea capacitatii de stocare nivelului de precipitatii nementinerea echilibrului apei

• instabilitatea barajului (aval sau amonte):

scurgerile cauzeaza infiltratii in sistemul de tevi si inlaturari ale materialului barajului (cedarea filtrelor)

scurgerile cresc presiunea interstitiala si dau nastere la zone putin adanci sau la instabilitatea sau la instabilitate superficiala

activitatea seismica duce la: segregari ale barajelor segregari ale sterilului ducand la eroziune segregari al sterilului ducand la presiune orizontala in baraj

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 311

deformarea barajului scurgerile de cedare cresc presiunea interstitiala si declanseaza alunecari de teren presiunea din porii de constructie creste si provoaca miscarea taluzului saturarea materialului de umplere necompactat cu apa de ploaie sau zapada topita incapsulata

in umpluturile barajului, decantoare sau deasupra barajului eroziune retrograda necontrolata a bazei barajului laturile barajului sunt erodate din cauza precipitatiilor sau topirii zapezii

• instabilitatea fundatiei:

prabusiri carstice sub baraj/halda prabusiri cauzate de tasarea minei, ducand la scurgeri de steril in mina sau in puturile de mina alunecari pe sol slab sau pe zona de frecare a captuselii compresia solului moale, ducand la fisurarea barajului scurgeri ale apelor reziduale, prin membrana slaba sau prin straturi de sol anterioare, in apa

freatica, suntarea sistemului de recuperare a scurgerilor segregare seismica a fundatiei, deformare seismica a fundatiei, segregare non-seismica a

fundatiei • cedari structurale:

infiltratii in jurul rigolelor sau conductelor de decantare, cedarea turnului de decantare cedarea pompelor din cauza pierderilor de putere cedarea sistemului de tevi sau conducte blocarea canalelor deversoare cu alunecari de teren blocarea canalelor deversoare cu gheata

• pene de energie. Probabilitatea de cedare Probabilitatea de cedare pentru fiecare potential mod de cedare este bazata pe experienta anterioara, experienta facilitatilor similare, analize ingineresti si judecata profesionala. Consecintele cedarii Sunt estimate consecintele cedarii pentru fiecare dintre potentialele moduri de cedare, inclusiv consideratiile cu privire la hanatatea si siguranta muncitorilor, contractorilor si a publicului general; impactul asupra mediului, inclusiv consideratii cu privire la capacitatea de asimilare si sensibilitatea mediului inconjurator; impactul economic asupra afacerii. Raportarea Rezultatele evaluarilor de risc sunt prezentate si sumarizate intr-o maniera coerenta atat pentru eprsonalul operativ cat si pentru management. Este esential ca informatiile sa fie prezentate in mod corespunzator, astfel incat sa fie bine intelese de catre tot personalul relevant. Managementul riscului Evaluarea de risc duce la intocmirea unei liste de riscuri identificate si evaluate. Evaluarea de risc este urmata de efectuarea unui plan de masuri de reducere a riscului. In principiu, riscul poate fi manageriat in doua feluri: (1) prin masuri de reducere a probabilitatii unei cedari, sau (2) prin masuri de reducere a consecintelor unei potentiale cedari. Este efectuata o evaluare masurilor posibile de reducere a riscului, fiind intocmit un plan in acest sens, inluzand termene limita si responsabilitati. O componenta

Chapter 4

312 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

importanta in minimizarea consecintelor unei cedari va fi intocmirea unui plan de actiune in caz de urgente. Planul de actiune in caz de urgente Pregatirea pentru urgente si detinerea unui plan corespunzator de urgente reprezinta o practica standard. Pregatirile pentru cazurile de urgenta includ atat incidentele produse in cadrul locatiei, cat si cele care au legatura cu locatia, inclusiv bresele in baraj. Planurile pentru cazurile de urgenta trebuie revizuite periodic, testate si distribuite in cadrul organizatiei si partilor externe potential afectate. Planurile pentru cazurile de urgenta integreaza, de obicei, aspectele legate de facilitatile pentru steril in cadrul general si includ, dar nu sunt limitate de urmatoarele: • identificarea coordonatorului, echipei si structurii organizationale • identificarea organizarii, rolurilor si responsabilitatilor in caz de urgenta • identificarea cerintelor legale, codurilor de practica, obligatiilor de notificare si raportare • identificarea resurselor disponibile • acorduri de ajutor mutual • plan de relatii cu publicul • lista de telefoane • stabilirea unui sistem de comunicare pentru notificari si pentru scopuri post-notificare • analiza riscurilor efectelor asupra locatiei si in afara locatiei • harti si tabele pentru emisiile fizice si de mediu (inclusiv cedarea facilitatii) • baza pentru activarea planului pentru cazurile de urgenta si luarea deciziilor • scolirea personalului • investigatii si evaluari ale incidentelor si accidentelor • restaurarea conditiilor sigure de operare Pentru a se stabili unde se aplica Articolul 9 al Directivei Seveso II14, adica obligarea pregatirii unui raport de siguranta, operatorul este obligat sa puna la punct un plan intern de urgenta cu masuri ce vor fi luate in cadrul organizatiei in cazul unui accident major. Potrivit Directivei, planul de urgenta trebuie sa urmareasca urmatoarele obiective: • limitarea si controlul incidentelor, pentru a le minimiza efectele si pentru a limita daunele aduse

omului, mediului si proprietatii • implementarea masurilor necesare pentru protectia omului si a mediului in cazul accidentelor

majore • comunicarea informatiilor necesare publicului si serviciilor sau autoritatilor interesate din zona • restaurarea si curatarea mediului dupa un accident major. Planurile pentru cazurile de urgenta vor contine setul informativ din Anexa IV a Directivei Deveso II. Publicatia „APELL pentru minierit” a Programului de Mediu al Natiunilor Unite (The United Nations Environment Programme – UNEP) ofera consultanta suplimentara in pregatirile pentru cazurile de urgenta (http://www.uneptie.org/pc/apell/publications/publication_pages/mining.html). Doua prevederi legale stabilite de Seveso II sunt legate de stabilirea unui plan de urgenta atat in cadrul locatiei, cat si in afara ei, si de oferirea de informatii catre public. Planurile de urgenta sunt masuri pregatitoare care tintesc sa controleze si sa limiteze incidentele, pana la minimizarea efectelor, sa 14 Directiva Consiliului 96/82/EC din 9 Decembrie 1996 privind controlul accidentelor majore implicand substante periculoase, OJ L 10

din 14 Ianuarie 1997, paginile 13-33

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 313

limiteze pagubele asupra angajatilor si populatiei generale, precum si sa limiteze pagubele asupra proprietatii. Informatiile oferite publicului constau in informarea activa asupra comportamentului necesar in eventualitatea producerii unui accident si in informarea pasiva pe care publicul interesat o poate obtine de la operatorul statiei si/sau de la autoritatile publice, la cerere. Desi Seveso II si APELL sunt instrumente diferite si reprezinta abordari diferite, acestea sunt complementare. APELL poate fi vazut ca un instrument de implementare practica a unora dintre cerintele Directivei Siveso II. [135, Wettig, 2003] Planul de depozitare Planul de depozitare a sterilului/rocilor reziduale este dezvoltat pentru intreaga perioada de viata a minei. Planul de depozitate poate permite ridicarea etajata a unui TMF/WRMF si predictia dupa perioada de viata a unui mine pentru acomodarea cu stocarea pe termen lung a sterilului sau/si rocilor reziduale. De asemenea, poate permite mentinerea unei capacitati adecvate de stocare a solidelor si epurarea adecvata a apei de-a lungul perioadei de operare a unei mine. Planul trebuie sa contina un argument corespunzator cu privire la premisele unei viitoare expansiuni si/sau mariri de capacitate. Dezvoltarea planului de depozitare necesita informatii referitoare la cantitatea si densitatea sterilului; informatii despre continutul de apa si despre productie, date estimate de catre statia de procesare minerala; echilibrul apei; prevederi pentru eventualitati si nesigurante. Parametri de baza sunt validati si actualizati regulat. La fel de importante sunt specificatiile de constructie si inregistrarea detaliata construirii si a extinderilor facilitatilor, ce necesita supraveghere geodezica la intervale regulate de timp. Echilibrul apei si planul de management al apei Problema apei este pusa in legatura cu cea a minei, astfel incat este atins un management integrat al apei. Un plan de management pentru apa dezvolta standarde, tinte, planuri si proceduri operationale si eventuale specifice locatiei pentru fiecare dintre urmatoarele: • cerinte statutare • managementul riscului • monitorizarea proceselor hidrologice • monitorizarea operationala • monitorizarea de urgenta • resursele de apa • eroziunea solului • calitatea apei • modele computerizate • indicatori de performanta si • scolire si cercetare. [97, Environment Australia, 2002] Hidrologie Date hidrologice, inclusiv descrierea zonei(zonelor) de receptie a sterilului si toate sursele potentiale de apa (naturala si industriala), sunt folosite in dezvoltarea unui echilibru apa/contaminanti si in proiectarea componentelor facilitatii. Parametri de proiectare sunt primii care sunt stabiliti si documentati, apoi activitatea este monitorizata pentru a identifica variatiile, pentru a valida proiectiile si pentru a anticipa potentialele probleme.

Chapter 4

314 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Planul de inundatii Este identificata viitura maxima probabila, cu referiri la standardele de planificare curente si in congultatie cu agentiile legale. Consideratiile planului de inundatii ar trebui aplicate cinsistent in toate etapele ciclului de viata. Cerintele de stocare si planurile operationale si de deversoare trebuie sa fie bazate pe hidrologie si cursurile apelor. Echilibrul apei Este efectuat un studiu cu privire la echilibrul apei. Trebuie dezvoltata o specificatie a reglementarilor pentru datele de iesire ale unitatii de procesare minerala si pentru calibrarea echilibrului apei in cadrul TMF. Managementul apelor de suprafata/apelor subterane Atunci cand este necesar, completarea unui plan de management al apei, detaliind designul si strategiile potrivite, trebuie sa acopere: • colectarea scurgerilor • sisteme de recuperare/pompare • sisteme de tratament/deversare, inclusiv toate sistemele de transport a apei • retentia apei si strategii de deversare, inclusiv parametri operationali Echilibrul emisiilor si eliberarea acestora Balanta de emisii ofera estimari ale emisiilor catre pamant, aer si apa subterana. Pentru a minimiza emisiile, este dezvoltat un plan. Criterii de efluenta Este necesara dezvoltarea unor criteii de efluenta pentru TMF/WRMF, cu referiri la indatoririle legale si la permisele si licentele de operare, si trebuie sa acopere: • materiile dizolvate si in suspensie • solidele in suspensie • calitatea efluentilor • perioadele de deversare • nivelurile bacteriale si biologice • toxicitatea [18, Mining Association of Canada, 1998] Planul de scoatere din functiune si inchidere Planurile de inchidere si criteriile de performanta sunt dezvoltate in etapele timpurii ale designului facilitatii, iar apoi sunt verificare si actualizate periodic, de-a lungul vietii operationale a facilitatii, ca pregatire pentru scoaterea din functiune finala si inchidere. Inchiderea este acoperita, in mod obisnuit, de regulamente, iar urmatoarea lista ofera cateva consideratii generale aplicabile in cazul dezvoltarii

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 315

planurilor de inchidere. In anumite circumstante, inchiderea trebuie urmata de o ingrijire ulterioara pe termen lung. Aceasta presupune planuri similare si controale ca in cazul inchiderii. Elemente ale unui plan de inchidere • determinarea datelor de background, incluzand:

istoria locatiei infrastructura controlul viiturilor de procesare operatiuni de sistem mineralogie topografie

• hidrologie/managementul apei • hidrogeologie • proprietatile solului • refacerea vegetatiei • evaluari de impact • intretinere pe termen lung • geo-tehnici • chimie si geochimie • programe de monitorizare • managementul efluentilor sau cerinte de tratare, unde este relevand • comunicatii • asigurare financiara • consultarea partilor implicate • potentiala folosire finala a terenurilor; si tehnologia de inchidere (adica strat umed sau uscat,

inundare, inmlastinire, tratament perpetuu, strat vegetativ) Aspecte ale stabilitatii TMF/WRMF relevante pentru planurile de inchidere Planurile de inchidere necesita o reevaluare meticuloasa a facilitatii si a stabilitatii acesteia in conditiile inchiderii. Trebuie revizuite toate aspectele facilitatii, precum si stabilitatea fizica si chimica. In particular, performantele actuale ale facilitatii in functiune, incuzand: • deformarea • scurgerile • fundatia si peretii laterali sunt verificate impotriva proiectiilor de design, precum si impotriva conditiilor post-inchidere previzionate. Incarcaturile planificate pot diferi dupa scoaterea din functiune si inchidere. Monitorizarea structurala si inspectiile sunt continuate la toate facilitatile pana cand acestea sunt scoase din functiune, iar apoi in functie de necesitati. Sunt necesare identificarea si delimitarea oricaror reglementari pentru continuarea inspectiilor si/sau monitorizarea structurilor ramase dupa inchidere. Planurile de actiune sunt realizate in asa fel incat sa se poata face fata anumitor defecte in calitatea inchiderii si/sau anumitor dificultati cauzate de nepotrivirea specificatiilor de inchidere. Examinarea consecintelor inchiderii facilitatii in cadrul procedurilor pentru situatiile de urgenta si actualizarea acestor planuri sunt adecvate, dar si recomandate. Trebuie asigurate continua disponibilitate de planificare si inregistrarile de constructie si operare a structurilor ramase la fata locului dupa inchiderea facilitatii.

Chapter 4

316 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.2.1.4 Planurile TMF/WRMF si a structurilor asociate Urmatoarea lista nu se poate aplica tuturor locatiilor sau tuturor situatiilor, prin urmare este la latitudinea operatorului sau a autoritatilor de reglementare sa decida ce anume aspecte vor aplica. Conditiile specifice locatiei necesita folosirea de criterii diferite sau aditionale. Trebuie sa fie acoperite atat criterii pentru etapa operationala, cat si pentru etapa post-inchidere. De-a lungul etapelor operationale si post-inchidere ar putea fi aplicate diferite criterii ce dau nastere la valori diferite de planificare. Informatii legate de locatia TMF/WRMF sunt compilate din literatura de specialitate si din programele de cercetare din teren/laborator. Hidrologie si hidrologie • studii hidrologice si hidrogeologice • echilibrul apei, calitatea apei • planul de inundatii • cerinte ale inaltimii de garda • planul de seceta (reglementari ale acoperirii cu apa) • receptia scurgerilor si masuri de deviere • plan de depozitare • plan de management al eroziunii Ingineria fundatiei, geologica si geotehnica • geomorfologie • geologie regionala si locala, falii • stratigrafie • caracteristicile rocii de baza si ale solului • informatii geotehnice, incuzand:

compresibilitate rezistenta zonelor de margine unghiul de divergenta marimea particulelor densitate plasticitate fisuri potential de segregare permeabilitate potential de eroziune fisuri hidraulice.

Materiale de constructie Este evaluata disponibilitatea de materiale naturale in timpul constructiei, folosindu-se potentialul de constructie detinut de steril, sedimente/beton sau alte materiale cu potential de izolare (atat naturale cat si sintetice), cu referiri la: • marimea particulelor • densitate • volum • rezistenta zonelor de margine • permeabilitate • potential generator acid • reactivitate chimica (potential generator acid, reactia cu apa din bazine, potential generator salin) • potential de erodare eoliana si hidrologica.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 317

Sunt determinate potentialele puncte slabe ale sterilului si/sau apei de procesare ca materiale de constructie. In acest stadiu sunt determinate impactul asupra mediului, cerintele de stabilitate si reabilitare legate de folosirea oricaror materiale de constructie. Topografie Aceasta este acoperita de harti regionale si topofrafice si fotografie aeriana. Consideratii speciale de mediu Trebuie evaluate: riscul seismic, atenuarea seismica a stratului de fundatie si a materialelor de constructie; potentialul de segregare al stratului de fundatie si al materialelor de constructie; conditii climatice, incluzand: • valori extreme asteptate • actiunea vantului si a valurilor • efectul permafrost • inghetul Scurgerile Sunt determinate obiectivele de permisivitate maxima in ceea ce priveste reglementarile de mediu si structurale. Sunt identificate necesitatile de materiale permeabile vs. impermeabile si necesitatile in ceea ce priveste metodele de constructie alese, fiind dezvoltat un plan de management al infiltratiilor. Aspecte ale inchiderii Alegea metodei de inchidere sau a metodei probabile de inchidere pot avea impact asupra designului si ar trebui luate in considerare in faza de proiectare. Parametri de planificare necesari • clasificarea facilitatii (daca se afla sub jurisdictie locala) • stabilitate • criterii seismice • factori de siguranta • planuri de permeabilitate • drenajul de roca acida • viata salbatica • praf • consideratii de inchidere Acesti parametri sunt schitati in paragrafele urmatoare. Stabilitatea Stabilitatea fundatiei, facilitatii si structurilor asociate trebuie analizate in timpul constructiei, operarii si inchiderii, in conditii statice si dinamice, luand in considerare actiunea valurilor, inghet/dezghet si retragerile rapide de ape. Sunt stabilite tinte de densitate si compactare.

Chapter 4

318 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Pregatirea fundatiei Sunt determinate cerintele pentru pregatirea fundatiei unei TMF/WRMF, inaintea construirii, incluzand: • indepartarea vegetatiei, inclusiv materialul lemnos vandabil • excavarea solurilor organice • pereti de vatra • controlul apei subterane si compozitia • curatarea rocii de baza si indepartarea namolului • nivelare sub presiune • devierea izvoarelor • canale de deviere • cerinte de deshidratare • stabilitate • constructibilitate • alte cerinte speciale de constructie. Analiza si managementul infiltratiilor Sunt evaluate cerintele pentru controlul infiltratiilor, incusiv in apele subterane, precum si proprietatile chimice ape apei si potentialul de generare acida. De asemenea, este planificata si implementarea masurilor potrivite, precum: • planul de filtrare • transee de drenare • strat de sedimente • saparea de santuri • miez geu permeabil • puturi de interceptare. Structuri asociate Dupa caz, sunt planificate urmatoarele optiuni: • canale deversoare • turnuri • conducte (expl: frane pneumatice, continut secundar) • cerinte de manipulare in conditii de maxima inundatie • porti si valve • sifoane • pompe • cerinte de manipulare in conditii de hazard natural (expl: grohotis, castori, iepuri, blocarea cu

gheata). Designul TMF/WRMF • tipul facilitatii (expl: halda, baraj (tipul barajului)) • filosofia de planificare • criterii pentru elementele majore Planl de constructie al TMF/WRMF Este dezvoltat un plan pentru executatea constructiei initiale a TMF/WRMF si a finisarilor ulterioare, incluzand monitorizarea si cerintele de stabilitate. Sunt stabilite metodologia de constructie, orarul si

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 319

costurile anticipate. Este determinat potentialul impact asupra mediului cauzat de contructia designului propus. Sisteme de monitorizare a TMF/WRMF • piezometre • inclinometre • indicatoare de nivel al sedimentelor • monitorizarea fluxului de scurgeri • pemperatura (permafrost, penetrare inghetata, incalzire) • metode de supraveghere. Analize ale modurilor de cedare Sunt analizate potentialele moduri de cedare ale TMF/WRMF: in timpul constructiei, in timpul operarii, in conditiile finale de dupa inchidere. 2.2.1.5 Control si monitorizare 2.5.5.2 Control and monitoring Trebuie dezvoltat un plan aprofundat de control si monitorizare, care ar trebui sa acopere intregul ciclu de viata al locatiei cu privire la controlul emisiilor si impacturi si cu capacitate de monitorizare. Planul de asigurare a calitatii/control al calitatii Este o buna practica sa pastrezi si sa ai disponibile, pe timpul fazei de constructie, operare si inchidere: • schitele de constructie si dosarele din perioada constructiei, inclusiv reviziile • rezultatele testelor • datele intalnirilor • fotografii ale constructiei • note de monitorizare. Controlul constructiei Componentele tipice ale sistemului de management al constructiei includ: • planificare si programare • controale de supraveghere (macheta, dosare de constructie) • monitorizarea sedimentelor • monitorizarea precipitatiilor fundatiei • controlul calitatii materialelor • control de compactare • monitorizarea instrumentatiei si sinteza datelor • pastrarea de dosare • siguranta constructiei • criterii de mediu ale constructiei Controlul emisiilor de praf In cazul in care este necesar, se vor minimiza emisiile de praf de la instalatiea de steril. Acest lucru ar putea prasupune mentinerea sterilului in stare umeda si/sau utilizarea pe termen scurt sau lung de covoare chimice sau organice. Inspectia facilitatilor de management al sterilului • monitorizarea performantelor – inspectie vizuala – cu frecventa mare • oresiunea apei subterane (presiunea apei interstitiale) • infiltratii

Chapter 4

320 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• deformare (sedimentare si stabilitate) • influenta vremii • evenimente seismice (dupa imprejurari) • programe speciale de inspectie dupa evenimente majore (cutremure, uragane, viituri, inundatii) • indicatori de instabilitate:

„zone moi” si „fierberi” de-a lungul bazei sedimente murdare in scurgeri cresterea ratelor infiltratiilor noi arii de infiltrare crapaturi longitudinale si transversale depuneri.

• arii care necesita atentie speciala:

canale deversoare structuri de decantare gauri de scurgeri si de depresurizare structuri concrete conducte si canale prin baraje arii de anrocamente sifoane stavilaruri densitatea de copaci si animale.

Planurile programarii monitorizarii stabilitatii locatia statiilor de control programare (perioade de control si inspectii) tipuri de monitorizare (inspectii vizuale, masuratori si parametri) nivel corespunzator de instrumentare (expl: piezometre) cu scop bine determinat medote de inspectie, prelucrarea datelor si evaluare persoane responsabile pentru monitorizare pastrarea datelor si sisteme de raportare criterii pentru evaluarea programelor de monitorizare. Stability monitoring programme plans • location of control stations • scheduling (control periods and inspections) • type of monitoring (visual inspections, measures and parameters) • appropriate level of instrumentation (e.g. piezometers) with clearly identified purpose • inspection methods, data compilation and evaluation • persons responsible for monitoring • data storage and reporting systems • criteria to assess monitoring programme. Planul calitatii apei • hidrologie:

furtuni severe si seveta informatii necesare si parametri pentru activitatile de management al apei criterii pentru pastrarea nivelului apei in limite de siguranta, inclusiv orice control de nivel

necesar zilnic sau sezonier • controlul apei asigura:

management sigur al apei, efectuat in limitele sistemului

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 321

prevenirea/controlul/repararea pagubelor suferite de orice structura bilanturi si revizii, efectuate la nevoie, dupa schimbari in design sau ale metodelor, in timpul

si dupa programul de constructie, cand nivelul din bazin depaseste anumite evaluari critice si dupa furtuni majore sau topirea zapezilor.

scurgeri si infiltratii

evaluarea potentialului de scurgeri si infiltratii din zona sterilului definirea nivelului si caracteristicilor scurgerilor si infiltratiilor acceptabile pregatirea unui plan de actiune pentru tratarea deviatiilor scurgerilor din design masurarea performantei, incluzand controlul scurgerilor in limitele planificate monitorizare si control pentru asigurarea ca sistemele functioneaza conform designului.

Plan de depozitare a sterilului Acesta asigura folosirea eficienta a capacitatii sterilului si inchiderea eficace a facilitatii. Programarea pe termen lung si scurt a intaririi si cresterii TMF/WRMF sunt, de asemenea, incluse in plan. La intervale prestabilite de timp, trebuie validat un program de depozitare si al curbei de umplere (volum, inaltime/grafic) potrivit conditiilor actuale din teren. 2.2.2 Faza de constructie In cazul anumitor facilitari de management al sterilului si rocilor reziduale miniere distinctia dintre faza de constructie si cea operationala nu este foarte clara, din cauza ca deseori constructia continua sau reincepe in timpul fazei operationale (expl: inaltari de baraj). Constructia facilitatii va fi bine documentata si urmareste planurile stabilite in faza de design. „Documentatia de constructie” subliniaza orice schimbari fata de planul constructiei. In constructia facilitatii si pentru viitor: • sunt tinute schite „de construire” si dosare de procedura „actuala”, subliniind orice variatie de la

planul initial si, daca este necesar, revizuind criteriile de design • constructia este supervizata de un specialist inginer/geo-tehnic independent • sunt pastrate corespunzator dosarele rezultatelor de la testele de lucru (expl: compactare) efectuate

pentru si in timpul constructiei. [45, Euromines, 2002] 2.2.3 Faza operationala Principalele doua cauze ale incidentelor la TMF sunt: • control defectuos al echilibrului apei • lipsa generala de intelegere a trasaturilor care controleaza operarea in siguranta. [9, ICOLD, 2001, p. 6] Aceasta indica faptul ca managementul operactional de succes este factorul cheie in operarea in conditii de siguranta a TMF/WRMF. Ingineria geotehnica a avansat indeajuns de mult incat sa permita designul unor baraje solode si sigure. Acum managementul TMF/WRMF face diferenta intre o operare linistita si un posibil dezastru. Pentru evitarea incidentelor, adesea se apeleaza la urmatoarele actiuni: • monitorizarea suprafetei freatice cu piezometre bine dispuse si tuburi piezometrice

Chapter 4

322 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• prevederea proviziilor pentru abaterea apei si descarcarea sterilului departe de un bazin colector cu dificultati

• oferirea de alternative de deversare, posibil intr-un alt bazin colector • oferirea de facilitati de revarsari de urgenta si/sau pregatirea de pompe plutitoare pentru urgente • masurarea miscarilor pamantului cu inclinometre adanci si constientizarea presiunii interstitiale • oferirea de drenaj adecvat • pastrarea de dosare de design si constructie si inregistrarea oricarei actualizari/schimbari in

design/constructie • educarea si scolirea personalului, [9, ICOLD, 2001] si in plus: • pastrarea continuitatii in ingineria barajului si • in anumite cazuri, audit independent al barajului efectuat de un auditor extern independent Operarea managementului facilitatii ar trebui sa nu contrazica planul de management al sterilului si rocilor reziduale, instructiile operationale si planul de monitorizare al facilitatii. Orice deviatie trebuie documentata si evaluata. Datele de monitorizare sunt evaluate regulat si urmarite unde este necesar. In anumite cazuri sunt efecuate bilanturi (audituri) interne si externe. Masurile urmatoare sunt luate pentru a asigura o operare solida: • productia de steril si roca reziduala beneficiaza de acelasi nivel de management ca si productia de

produse vandabile • sunt mentinute controlul eficientei operationale si monitorizarea • existenta sistemelor pentru pastrarea informatiilor referitoare la productia de steril si roca

reziduala, cantitati si caracteristici • raspunderile si responsabilitatile pentru managementul sterilului si rocii reziduale sunt definite clar

cu ajutorul personalului calificat corespunzator • facilitatile de management sunt inspectate periodic de un inginer profesionist calificat cu

experienta in managementul sterilului si rocii reziduale, sub semnatura ca toate riscurile semnificative au fost identificate si vor fi manageriate corespunzator in continuare

• sunt folosite instructiunile de operare pregatite in limba operatorilor. Aceste instructiuni includ toate reglementarile de monitorizare

• sunt stocate si mentinute corespunzator inregistrari operationale, precum cresteri de nivel, tone continute, cantitatea de scurgeri si infiltratii, consumul de apa (eventual date meteo), etc.

• contidiile operationale care depasesc granitele proiectului initial sunt raportate imediat constructorului sau verificate de personal tehnic calificat

• este oferita scolarizare corespunzatoare personalului, incluzand diagnosticarea incipienta a erorilor • este data o atentie sporita urmaririi planului de management al apei • sunt stabilite si mentinute mecanismele eficiente de raportare a erorilor • sunt pregatite si dezvoltate ulterior planurile cele mai eficiente de raspuns in caz de urgenta. [45, Euromines, 2002] 2.2.3.1 Manuale de operare, supervizare si intretinere Unii dintre operatori folosesc manuale de siguranta a barajului. Acestea sunt cunoscute ca manuale OSM (operation, supervision and maintenance) [50, Au group, 2002]. Un exemplu de asemenea manual OSM acopera urmatoarele: • organizarea sigurantei barajului • pregatirea planului de urgenta • clasificarea in functie de consecintele prabusirii barajului • constructia barajului

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 323

• hidrologie • mediu • operare • monitorizare • autorizari • rapoarte. [50, Au group, 2002] Organizarea sigurantei TMF/WRMF Organizarea sigurantei barajului consta in alocarea unui manager de siguranta a barajului fiecarei locatii. Pentru suport, ar putea exista si un coordonator de siguranta specializat in TMF/WRMF si care sa lucreze full-time in siguranta TMF/WRMF. Pentru operare, supervizare si intretinere managerul va folosi personal in propria administrare, adesea acelasi personal responsabil cu monitorizarea mediului si supervizarea facilitatilor de stocare a sterilului. Pregatirea planului de urgenta Pentru fiecare TMF/WRMF exista un EPP (emergency preparedness plan) in cazul unui accident legat de instalatie. EPP include lista personalului si autoritatilor care trebuie contactate in eventualitatea unui accident. Sunt listati si consultantii si contractorii care sunt familiarizati cu locatia, in cazul in care este necesar suportul pe termen scurt. EPP include si exemple de ceea ce este de facut si ce masuri trebuie luate in anumite situatii posibile. In general, managerul si coordonatorul sunt intotdeauna consultati si implicati in luarea de decizii si masuri majore referitoare la baraje. Managerul este persoana care trebuie sa ia deciziile finale in ceea ce priveste ce e de facut in fiecare situatie. Managementul riscului unei TMF/WRMF In anumite cazuri, TMF/WRMF sunt clasificate in functie de consecintele unei posibile cedari (si nu in functie de probabilitatea unei cedari). In Suedia, operatorii barajelor de steril au adoptat de la operatorii barajelor hidrologice sistemul RIDAS. In functie de posibilele consecinte, exista patru clase diferite; 1A, 1B, 2 si 3, conforma tabelelor de mai jos. Tabelul este despartit in doua clase, cu clasificari ale riscului uman separate de riscul asupra propietatii, infrastructirii si mediului.

Clasa Consecinte 1A Risc evident pentru viata umana 1B Risc ne-neglijabil pentru viata umana sau de rani grave

Tabel 0.1: Clasificarea in functie de pierderile de vieti sau rani grave

Clasa Consecinte

1A

Risc evident de: pagube majore ale infrastructurii, structuri importante sau afectare

serioasa a mediului, and pagube economice majore (>EUR 10 M)

1B

Risc evident de: pagube majore ale infrastructurii, structuri importante sau afectare

serioasa a mediului, and pagube economice majore (>EUR 10 M)

2

Risc ne-neglijabil de: pagube considerabile ale infrastructurii, structurilor importante sau

afectare serioasa a mediului sau proprietatilor tertilor (<EUR 0.5 M)

3 Risc neglijabil de: pagube considerabile ale infrastructurii, structurilor importante sau

afectare serioasa a mediului sau proprietatilor tertilor.

Chapter 4

324 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Tabel 0.2: Clasificarea in functie de pagubele asupra infrastructurii, mediului si proprietatii din: Svensk Energi AB, 2002. RIDAS, Kraftföretagens riktlinjer för dammsäkerhet (Revised 2002). Svensk Energi - Swedenenergy - AB Aceste clasificari formeaza baza pentru operare si supervizare. Stabilesc limitele inaltimii de garda si capacitatea canalelor deversoare, adica marginea de siguranta de la nivelul maxim al apei pana la creasta barajului, respectiv capacitatea maxima de deversare. Sistemul suedez RIDAS este comparabil cu clasificarea norvegiana, dupa cum este aratat in tabelul urmator.

Clasa Consecinte Unitati locuibile afectate 1 Hazard redus 0 2 Hazard semnificativ 0 - 20 3 Hazard ridicat Peste 20

Tabel 0.3: Clasificarea barajelor potrivit legislatiei norvegiene [116, Nilsson, 2001] Cartografierea relevanta si vizitele la fata locului sunt folosite ca baza de evaluare. Atat efectele clasei 3 cat si ale clasei 2 asupra unitatilor locuibile afectate rpesupun risc pentru populatia umana.clasificarea ia in considerare si: • pagubele potentiale asupra drumurilor si cailor ferate importante • pagube economice si de mediu. Clasa finala a consecintelor este subiectul unei judecate aprofundate. Clasificarea si orice re-clasificare sunt efectuate de cei responsabili si trebuie prezentate autoritatilor competente pentru aprobare [116, Nilsson, 2001] Legislatia spaniola promoveaza si ea o apropiere bazata pe hazard, precum se poate observa din tabelul urmator:

Categoria barajului

Risc pentru

Populatie Servicii esentiale Pagube materiale Pagube de mediu

A Serios pentru mai mult de 5 unitati

locuibile Serios Foarte serios Foarte serios

B Serios pentru1 - 5 unitati locuibile - Serios Serios

C

Pierderi accidentale de vieti omenesti (fata atingerea

unitatilor locuibile)

- Moderat

Table 0.4: Clasificarea barajelor potrivit legislatiei spaniole [116, Nilsson, 2001] Legislatia finlandeza are o abordare similara. In functie de hazard, barajele sunt clasificate ca P, N, O, T, cu P fiind cel cu cel mai ridicat potential de risc asupra vietii uname, mediului sau proprietatii. [117, Forestry, 1997] Constructia TMF/WRMF

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 325

Fiecare TMF/WRMF trebuie descrisa in detaliu. De la barajul initial pana la inaltimea actuala, este pastrata o descriere completa a tipului constructiei si materialului folosit, numele contractorului, orice problema intampinata in timpul constructiei, tipul de canale deversoare, volumul depozitat de steril/roci reziduale si de apa, etc. in acest fel, pot fi gasite in orice moment informatii despre TMF/WRMF relevante pentru siguranta. Hidrologie Reglementarile presupun ca fiecare baraj sa aiba o inaltime de garda minima, o permisivitate pentru valuri maxime si o capacitate minima de deversare. Acest lucru inseamna ca toate barajele clasificate ca 1A sau 1B sub sistemul RIDAS sunt planificate cu o capacitate de deversare ce poate face fata unei furtuni puternice, excluzand orice alocatie de stocare a apei. Barajele sunt planificate si pentru „clasa 1 de inundare” (care ar trbui sa poata face fata unei furtuni extrem de puternice), permitand o stocare suficienta de apa pana la nivelul de siguranta. Barajele clasificate de sistemul RIDAS cu 2 sunt proiectate sa fata fata unei furtuni puternice, in timp ce clasa 3 nu are nici o reglementare specifica. Mediu Pentru fiecare TMF/WRMF si mina este dezvoltat un program de monitorizare, care acopera culegerea de mostre, evaluarea si raportarea catre autoritati. Operare Operarea corespunzatoare a TMF/WRMF este esentiala pentru asigurarea unei operari sigure si la un nivel ridicat de siguranta. Instructiuni detaliate actualizate sunt aplicate in modul de operare a facilitatii, pentru a indeplini cerintele de planificare, pentru a raspunde proprietatilor sterilului si pentru a acoperi nevoia de ape de procesare si conditiile climatice. Toti cei care lucreaza in statia de procesare si la instalatiea de management al sterilului ar trebui sa fie familiar cu aceste instructiuni. Prin urmare, educatia este accentuata ca o cerinta esentiala. Monitorizarea Supravegherea si operarea corecta a facilitatii sunt, probabil, cele mai imprtante cerinte pentru a atinge un nivel ridicat de siguranta a barajului. Supravegherea presupune o instrumentare corespunzatoare, ceea ce necesita un personal competent pentru a evalua rezultatele si pentru a trage conclusiile corecte. Monitorizarea regulata este efectuata, in mod normal, pe patru niveluri diferite, urmarind o abordare pe etape, pornind de la inspectii zilnice si terminand cu audituri aprofundate ale sigurantei efectuate la intervale mai mari de timp:

1. inspectii de rutina ale locatiei 2. supervizare 3. inspectii anuale/bi-anuale 4. audituri.

Inspectia locatiei este efectuata la intervale diferite pentru fiecare instalatie, mergand de la trei ori pe zi, pana la cateva zile pe saptamana. In mod normal, personalul de la statia de procesare sau cel care se culege mostre de mediu efectueaza inspectiile zilnice. Supervizarea are loc lunar, sau cel putin o data la fiecare trei luni, si este efectuata de manager sau de o persoana desemnata. O inspectie anuala este efectuata de coordonator sau de un specialist extern. Inspectorul examineaza toate evenimentele si masurile de la fata locului luate de la ultima inspectie si va initia un raport. Inspectia anuala include si o trecere completa in revista a manualului OSM. De obicei, un audit complet are loc la intervale de cativa ani. Acesta include o investigare completa a materialului de arhiva si a inspectiilor, precum si o inspectia la fata locului si o trecere in revista a manualului OSM. Rezultatul este consemnat intr-un raport, care stabileste statutul TMF/WRMF. Auditele sunt discutate mai detaliat in capitolul urmator.

Chapter 4

326 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Autorizari Este o practica obisnuita sa se stranga toate autorizatiile date TMF pentru a usura verificarea modului in care operarea se comporta fata de autorizatiile eliberate. Rapoarte Este o practica obisnuita sa se pastreze la un loc toate rapoartele relevante pentru siguranta TMF/WRMF, astfel incat sa fie usor de gasit la nevoie. Comentariile tuturor exercitiilor de monitorizare trebuie sa fie prioritizate si aranjate in forma unui plan de actiune. Informatii aditionale privind siguranta TMF/WRMF Dupa redactarea manualelor de siguranta, trebuie depuse eforturi imprtante pentru a implementa manualele OSM pe teren si pentru a educa personalul facilitatii. Intr-un exemplu, ca un prim pas manualele au fost prezentate pe teren, apoi s-a tinut un curs introductiv de patru ore intregului personal si celorlalti oameni de la fiecare statie de procesare implicati in baraje. Urmatorul pas a fost un un program de trei-patru zile, care acoperea teoria, pregatirea practica, recapitularea conditiilor prezente (disponibilitatea muncii si resurse fizice), cu suficient timp alocat pentru discutii adecvate. Implementarea manualelor OSM si educarea personalului reprezinta un proces continuu, in stransa legatura cu inspectia anuala. Rezultatul inspectiei este rpezentat intregului personal relevant, iar scolarizarea ulterioara ar putea fi legata de acest rezultat. [50, Au group, 2002] Avantajele folosirii acestui tip de sistem de documentare sunt: • documentatia care acopera factori importanti referitori la TMF/WRMF este adunata intr-un fel

usor de recapitulat • informatia este usor accesibila in orice moment; aceasta faciliteaza „predarea” in cazul schimbarii

persoanei responsabile sau proprietarului • este asigurat accesul facil la toate informatiile relevante in cazul unui incident. Dezavantajele sunt: • in tarile cu industrie extractiva mica poate fi dificil de gasit un consultant corespunzator pentru

audit • pentru operatiunile mici, costul unui asemenea audit poate fi apasator • pentru actualizarea documentelor este necesar si critic un proces administrativ continuu si, prin

urmare, putere omeneasca. [118, Zinkgruvan, 2003] Manualele OSM sunt aplicabile in toate cazurile in care riscul de pagube considerabile pentru infrastructura, structuri importante, mediul inconjurator sau pentru proprietatea tertilor nu este neglijabil si acolo unde este apa libera in iazuri. In unele cazuri, este folosita o anumita marime a bazinului sau o anumita inaltime a haldei pentru a face diferenta dintre riscul neglijabil si cel ne-neglijabil. De exemplu, sub legislatia germana aceste limite sunt stabilite la un volul total de 100000 m3 si o inaltime a barajului de 5 m. Nu este posibil sa se ofere date de cost certe pentru forma de munca necesara pentru crearea si mentenanta manualelor. Totusi, poate fi spus ca aceste costuri sunt comparabile cu cele pentru managementul altor sisteme. Doi factori care influenteaza costul sunt cantitatea de informatii deja redactata in faza de planificare a locatiei si marimea operatiunii. 2.2.3.2 Auditarea

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 327

Auditarea independenta a TMF/WRMF evalueaza performantele si siguranta unei facilitati in mod regulat. Aceasta auditare este efectuata de un expert calificat si experimentat, care a nu a fost/nu este asociat cu designul operatiunii sau facilitatii. Motivatiile suportului unui asemena audit sunt: 1. daca cedarile continua sa aiba loc desi este disponibila tehnologie de constructie si de operare

pentru facilitati sigure de steril. In acest caz, majoritatea cedarilor si incidentelor pot fi cauzate de greseli, fie in faza de planificare, fie in timpul operarii facilitatii [9, ICOLD, 2001]. Erorile umane si defectele de constructie sunt factori care nu pot fi trecuti cu vederea, ceea ce face o a doua opinie o unealta folositoare

2. adesea, un audit independent nu va descoperi doar greselile umane, dar va permite o privire „dezinteresata” asupra facilitatii dintr-un punct de vedere diferit (mai obiectiv) care ar putea fi pierdut de catre cei care lucreaza la fata locului zilnic

3. precum expertii folositi la proiectare, constructia si alte proiecte ale facilitatii sunt mereu depententi, intr-o anumita masura, de compania miniera si prin urmare lucrand indeaproape, ca si contractor intern sau ca si consultant pentru compania miniera, poate cu timpul sa faca din contractor sau din consultant „unul de-al lor”, ceea ce poate, in mod inconstient, sa afecteze deciziile chiar daca intentiile sunt obiective. Prin urmare auditurile sunt efectuate de obicei de un expert care nu a mai avut nici o legatura cu locatia respectiva

4. auditul este important si ar trebui efectuat periodic. Intervalele dintre audituri pot varia, in primul rand in functie de aprecierea hazardului facilitatii. Alti factori care pot afecta acest interval sunt rata de crestere, metodele de constructie si de depozitare, organizarea sigurantei barajului, experienta din interiorul companiei si opinia unui consultant intern. Persoana/echipa care va efectua auditul va stabili impreuna cu compania miniera un interval corespunzator pentu urmatorul audit independent.

Un audit acopera toate aspectele care pot afecta siguranta TMF/WRMF, precum: • design curent, design corespunzator cu standardele permise si aplicabile, documentatia de

constructie si de schimbari de design • faze anterioare de constructie/depozitare in conformitate cu planurile • probleme trecute si incidente • design viitor/planificat in concordanta cu standardele aplicabile • constructia in desfasurare si depozitarea in concordanta cu standardele aplicabile • monitorizarea:

• deversarilor, mostre de apa de suprafata si subterana (frecventa, locatie si parametri de analiza)

• presiunii interstitiale • calibrarii echipamentului • evaluari si inregistrari ale datelor • plan de actiune cand datele depasesc rezultatele asteptate

• organizarea sigurantei TMF/WRMF a minei, adica verificarea ca o anumita persoana este responsabilul corespunzator, roluri si responsabilitati anumitori persoane, programe de scolarizare si sistem de raportare a incidentelor

• potrivirea manualului operational, manual de Operare, Intretinere si Supraveghere (manual OSM) sau similar, incluzand metodologia de depozitare si de inaltare a barajului, managementul iazurilor si apei, controlul deversarilor si al prafului, drumuri de acces, supraveghere, documentarea si recapitulari ale manualului

• echilibrul general al apei in cadrul facilitatii • supraveghere efectuata conform standardelor aplicabile • evaluarea de risc, incidente, deversari encontrolate • aprecierea hazardului, incluzand pierderile de vieti omenesti, aspecte de mediu si economice (sau

corporatiste)

Chapter 4

328 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• plan de pregatire in caz de urgente, proceduri de evacuare, lista cu toate detaliile pentru siguranta personalului si servicii de urgenta

• plan de scoatere din functiune, incluznd analiza hazardului, stabilitate pe termen lung, siguranta fata de contaminare si materiale toxice, productivitatea terenului si estetica.

Calificarea de a efectua audit poate varia in functie de aprecierea hazardului facilitatii, dar si de disponibilitatea unui specialist in regiune. Daca auditul incorporeaza mai multe campuri tehnice, de obicei trebuie pusa la punct o echipa de specialisti. Pentru barajele reziduale, stiinta geotehnica este de interes deosebit. Alte stiinte, in functie de conditiile locale, sunt hidrologia si hidrogeologia. Persoana sau persoanele care efectueaza auditul trebuie sa fie specialist(i) cu o experienta documentata in stiinta respectiva. Poate fi folositor sa se lucreze cu specialisti din straintate, pentru a duce noi cunostinte si puncte de vedere. [119, Benkert, 2003] Anexa 5 descrie unele dintre standardele curente in audit, in diferite parti ale lumii. 2.2.4 Etapa inchiderii si ingrijirea ulterioara In mod obisnuit, inchiderea unei facilitati de management a sterilului si/sau rocilor reziduale are loc simultan cu inchiderea minei respective. Prin urmare, trebuie dezvoltat si pus in practica un plan integrat de inchidere si ingrijire ulterioara. Totusi, acest capitol se concentreza asupra locatiilor in conformitate cu scopul acestei munci (nu neaparat mina cat facilitatile de management al sterilului/rocii reziduale). Acolo unde este necesar sau benefic, sunt mentionate punctele de contact cu planul general de inchidere. Este o practica obisnuita ca actiunile succesive de renovare efectuate in timpul operational, de-a lungul vietii unei mine, se fie evaluate inainte de inchiderea finala a locatiei. Urmatoarele probleme sunt incluse in faze anterioare, dar sunt luate in calcul iarasi impotriva situatiilor „de la fata locului”, iar planurile de inchidere sunt ajustate corespunzator: • costurile de inchidere sunt incluse in evaluarea alternativelor • planurile de inchidere abordeaza o evaluare de risc • planurile de inchidere sunt mentinute de-a lungul vietii active a facilitatii si sunt actualizate

periodic, luandu-se in considerare orice modificari ale designului de-a lungul operarii • facilitatile sunt proiectate sa faciliteze inchiderea prematura, in cazul in care este necesar • proiectul de ingrijire ulterioara ar trebui sa minimizeze nevoia de management activ • planul de inchidere dezvoltat in faza de proiect ar trebui revizuit si actualizat periodic, de-a lungul

fazelor de planificare si operare din viata minei. [45, Euromines, 2002] O parte importanta in planificarea inchiderii este dezvoltarea folosirii ulterioare a terenului. O utilizare ulterioara de succes a locatiei de steril este un echilibru de aspecte ecologice, de mediu, recreationale si economice. Toate partile implicate (expl: operatorul, autoritatile de reglementare, ONG-urile, comunitatile invecinate) trebuie sa participe la aceste discutii. Ar trebui retinut sa manualele OSM, mentionate in capitolul anterior, sunt aplicate si de-a lungul inchiderii si ingrijirii ulterioare. 2.2.4.1 Obiectivele inchiderii pe termen lung 2.5.5.3 Long-term closure objectives In proiectarea de facilitati de management a sterilului si rocii reziduale sigure pe termen lung sunt luate in considerare urmatoarele trei clase de mecanisme de cedare:

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 329

1. cedari ale taluzului fundatiei sau chiar ale facilitarii de management 2. evenimente extreme precum inundatii, cutremure si vanturi puternice 3. actiuni de deteriorare lenta, precum eroziunea apei sau vantului, inghetul si actiunea ghetei,

alterarea materialului de umplere si actiunea vegetatiei si a animalelor. [6, ICOLD, 1996] Raportul [100, Eriksson, 2002] folosit in aceasta sectiune este bazat in principal pe ghidurile MIRO (1998) „UN CADRU TEHNIC PENTRU PLANUL DE INCHIDERE A MINEI” si MiMi (1998) raport despre „Prevenirea si controlul poluarii de la productia de steril si roca reziduala” (“A TECHNICAL FRAMEWORK FOR MINE CLOSURE PLANNING“ si “Prevention and control of pollution from tailings and sedimente miniere products”). Ambele documente sunt recomandate persoanelor interesate, ca fiind in masura sa dea o buna trecere in revista a subiectului si ofera multe idei folositoare. Urmatorul tabel trece in revista criteriile fundamentale ale procesului de inchidere, de la proiectarea initiala pana la implementarea actuala.

Problema Obiectivele de inchidere Stabilitate fizica Toate structurile antropogenice ramase sunt stabile fizic Stabilitate chimica Structurile fizice ramase dupa inchidere sunt stabile chimic Stabilitate biologica Mediul biologic este restaurat pana la echilibrul natural al ecosistemului tipic

zonei, sau este adus la un asemenea nivel incat sa incurajeze si sa faca posibila reabilitarea naturala si/sau reintroducerea unui mediu biologic stabil

Mediu hidrologic si hidrogeologic

Inchiderea tinteste sa previna patrunderea poluantior fizici sau chimici si, prin urmare, degradarea mediului din aval – inclusiv apele de suprafata si subterane

Influente geografice si climatice

Inchiderea este corespunzatoare cu necesitatile si specificatiile locatiei, sub aspecte climatice (expl: precipitatii, frecventa furtunilor, extreme sezoniere) si geogafice (expl: vecinatatea habitaturilor umane, topografie, accesul la mina)

Sensibilitati si oportunitati lcoale

Inchiderea optimizeaza oportunitatile pentru restaurarea terenului, iar actualizarea exploatarii pamantului este luata in considerare oricand este corespunzator si/sau fezabil econimic

Folosirea pamantului Reabilitarea merge pana acolo incat folosirea pamantului este optimizata si este compatibila cu zonele inconjuratoare si cu cerintele comunitatii locale.

Fonduri pentru inchidere

Trebuie sa fie disponibile fonduri corespunzatoare pentru a asigura implementarea planului de inchidere

Consideratii socio-economice

Trebuie luate in considerare oportunitatile comunitatilor locale a caror existenta poate depinde de slujbe si de sfarsirea activitatilor economice legate de minerit. Sunt luate masuri adecvate pentru a asigura implicarea socio-economica a inchiderii este maximizata.

Tabel 0.5: Sumar al criteriilor de inchidere [100, Eriksson, 2002] Stabilitate fizica Toate structurile antropogenice care raman dupa inchiderea minei prebuie sa fie stabile din punct de vedere fizic. Acestea nu ar trebui sa reprezinte un risc pentru sanatate si siguranta, si ar trebui sa continue sa indeplineasca functia pentru care au fost proiectate. Structurile nu ar trebui sa se erodeze sau sa se miste, cu exceptia acelor miscari care nu pun in pericol sanatatea si siguranta publica si nici nu cauzeaza efecte daunatoare mediului adiacent. Aceasta inseamna ca in perioadele de proiectare si in consideratiile referitoare la factorii de siguranta propusi trebuie luate foarte in serios evenimentele extreme, precum inundatiile, vanturile sau cutremurele, precum si alte forte naturale perpetue, precum eroziunea. Monitorizarea structurilor tinteste sa demonstreze ca nu au existat deteriorari sau deformari fizice. [100, Eriksson, 2002]

Chapter 4

330 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

In cateva zone intervin diferente fata de practica conventionala, si acestea sunt luate in considerare pe rand. Evenimente extreme Barajele de steril sunt proiectate sa ramana stabile sub infuenta unor inundatii si cutremure de anumite magnitudini, precum Viitura Maxima Probabila (Probable Maximum Flood – PMF) sau Cutremurul Maxim Credibil (Maximum Credible Earthquake –MCE). Valorile corespunzatoare de design sunt stabilite in cadrul intelegerii meteorologice si seismice a regiunii, si sunt o functie a starii de cunostinte din timpul la care au fost calculate. Totusi, aceaste stare de cunostinte se schimba in mod continuu, iar intelegerea factorilor tehnici se imbunatateste marindu-se capacitatea de siguranta in caz de inundatii si cutremure. De aici, proiectul initial estimeaza si chimbarea peste timp si va creste in magnitudine. Cu trecerea timpului, cel mai mare eveniment experimentat poate fi intotdeauna depasit. Volumul de cheltuieli alocat sigurantei badajului de majoritatea proprietarilor de baraje hidroelectrice conventionale sunt indreptati in imbunatarirea canalelor deversoare si fundatiilor, pentru a atinge aceste noi valori mai ridicate. Pentru anumite facilitati de steril (expl: multe dintre iazurile reziduale) in circumstante ale ingrijirii ulterioare, acest gen de actualizare trebuie sustinut perpetuu. Fara aceasta ar fi imposibil de sustinut estimarile de evenimente extreme pe care viitoarele cunostinte le ofera. [13, Vick, ] Totusi, sunt unele variatiuni cheie de-a lungul timpului in parametri geotehnici care pot imbunatati stabilitatea. In particular, presiunea interstitiala ridicata atat din Sedimentele de steril decantate, cat si din falezele descarcarilor de steril brute se va disipa semnificativ in timp, in aproape toate cazurile. Aceasta conduce in mod normal la consolidarea depunerilor, la cresterea rezistentei marginilor si la reducerea permeabilitatii (in special cea verticala). Acesta este cazul particular in care depunerile de steril sunt acoperite si supraincarcate. Oferind suficiente resurse de deversare, factorul siguranta impotriva instabilitatii va creste aproape intotdeauna de-a lungul timpului si este intarit de stabilirea si cresterea vegetatiei corespunzatoare. Trebuie luate in considerare si efectele de tasare ale mineritului subteran si adiacent si potentialul pentru recuperarea apei subterane in vecinatatea barajului, dupa ce mineritul a incetat si este probabil sa afecteze stabilitatea. Pagube cumulative Pagubele cumulative sunt produse de factori asociati cu evenimente extreme repetate sau cu procese progresive precum eroziunea interna, ce degradeaza stabilitatea barajului de-a lungul timpului. In caz de cutremur, practica conventionala de siguranta a barajelor cere ca reparatiile sa fie efectuate imediat dupa producerea evenimentului respectiv. Pentru facilitatile de steril, reparatiile ar putea fi imposibil de efectuat din punct de vedere fizic. In cazul barajelor conventionale, golirea rezervoarelor ar putea si necesara pentru reparatii majore si, de asemenea, este si o masura importanta de luat in caz de urgente. Numai ca reducerea nivelului este mai dificila in cazul bazinelor de steril. Mai mult, un baraj de steril va suporta evenimente extreme repetate pe o perioada de timp nedefinita, numarul acestora depinzand de timp si de rata de recurenta. In anumite regiuni miniere, cutremurele majore nu se produc decat o data la cateva sute de ani. un exemplu de pagune cumulative cauzate de miscari seismice este oferit de barajul La Villita din Mexic, a carui instabilitate a crestei a crescut progresiv in timpul a patru episoade seismice majore, in numai 30 de ani. Pagubele cumulative rezulta si din simpla deteriorare ce are loc o data cu trecerea timpului. Nici o structura de beton – canale deversoare, facilitati de decantare sau captuseli ale tunelurilor – nu rezista la nesfarsit fara intretinere si reparatii continue. [13, Vick, ] Schimbari ale climei

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 331

Efectele pe termen lung ale schimbarilor climatice sunt de interes crescut si foarte nesigure. Totusi, ca un baraj de steril sa ramana stabil de-a lungul timpului trebuie ca, intr-un fel, aceste influente asupra capacitatii de stocare si de deversare sa fie prevazute cu acuratete, ceea ce nici macat expertii climatologi nu pot face. Schimbariloe climatice pot afecta stabilitatea fizica si chimica a barajului si in alte moduri. Conditiile de inghet sunt de natura sa reduca rata de reactie ARD in unele mine din regiunile arctice si subarctice, unde siguranta si stabilitatea barajelor de steril depinde de prezenta pamantului inghetat. Nu mai trebuie precizat ca scufundarea permanenta necesita suficienta apa, chiar si in timpul perioadelor de seceta, in ciuda schimbarilor climei. [13, Vick, ] Prin urmare este importanta evaluarea potentialelor efecte ale schimbarilor climatice, ca parte a Evaluarii Impactului de Mediu (vezi capitolul 2.2.1.3), daca acest lucru este relevant pentru comportamentul pe termen lung din metoda de management aleasa. Hazard geologic In timp ce barajele de steril sunt proiectate sa faca fata hazardului geologic cunoscut la momentul planificarii, in viitorul indefinit acestea vor si, in cele din urma, subiectul unei intregi suite de procese geomorfice ce se vor desfasura in zona respectiva (expl: alunecari de teren, avalanse de pietre, activitate vulcanica, prabusiri carstice). Precum actiunea evenimentelor extreme, efectele daunatoare ale acestor procese sunt doar o chestiune de timp si de recurenta, un factor greu de prezis pentru majoritatea fenomenelor geologice la scara mare. Chiar si procesul mai bland de depuneri aluviale va bloca in cele din urma facilitatile de transport, daca acestea nu sunt curatate continuu de sedimente si grohotis. [13, Vick, ] Stabilitate chimica Locatiile de management al sterilului si rocii reziduale sunt structuri care trebuie sa ramana stabile din punct de vedere chimic de-a lungul tuturor etapelor din ciclul de viata. Aceasta inseamna, de exemplu, ca acele consecinte rezultate din modificari chimice sau in conditii de pierderi de metale, saruri sau compusi organici nu trebuie sa puna in pericol sanatatea si siguranta si nici sa sa nu deterioreze resursele de mediu. In practica, trebuie examinate aspecte precum efectele pe termen scurt si lung a schimbarilor in geochimia sterilului, scurgerile din bazinele de steril, haldele de roci si reumplerile subterane sau drenajele apelor de suprafata din locatie. Acolo unde deversarile contaminate sunt prevazute in avans, trebuie luate masuri de temperare (expl: tratament cu sedimente sau pasiv, folosind inmlastinirea) pentru a alinia sau a elimina aceste deversari, in cazul in care se constata posibile efecte asupra mediului. Monitorizarea tinteste sa demonstreze in apele, solul si aerul din jurul locatiei inchise nu se inregistreaza afecte adverse (expl: cresteri de concentratie ce depasesc limitele admise). [100, Eriksson, 2002] Pentru Sedimentele de steril/rocile reziduale de sulfura cel mai evident obiectiv al inchiderii mentinerea stabilitatii chimice a sterilului/rocilor prin prevenirea eliberarii produsilor de oxidare in mediul inconjurator, fie prin prevenirea reactiilor de oxidare, fie prin prevenirea transportului acestor produse dincolo de limitele locatiei, fie prin amble metode. Procesele naturale pot influenta puternic felul in care aceste obiective sunt atinse. De exemplu, masurile de restrictionare a patrunderilor infiltratiilor in depozit ar putea fi preferate acelora de aplicare a unor captuseli de baza, insotite de pante hidraulice ce ajuta la transportul contaminantilor (asa numitul efect de „vana”). [13, Vick, ] Stabilitate biologica Stabilitatea biologica a site-urilor inchise este strans legata de folosirea finala a terenurilor respective, pe cand stabilitatea mediului inconjurator va fi dependenta in mod direct de caracteristicile fizice si chimice ale site-ului. Toate trei sunt legate intre ele, deoarece stabilitatea biologica poate influenta semnificativ stabilitatea fizica sau chimica. De exemplu, radacinile plantelor vor inhiba eroziunea, legand suprafata solului, iar dezvoltarea unei paturi vegetale sanatoase pe suprafata inmlastinita va

Chapter 4

332 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

creste continutul de materie organica, creandu-se astfel conditiile anoxice necesare pentru tratamentul apei. Reabilitatea celor mai multe locatii implica refacerea vegetatiei pe mai suprafete de teren restaurat si care este, de cele mai multe ori, de calitate redusa in termeni de sustinere a dezvoltarii plantelor. De aceea este important ca metodele de ameliorare si cultivare a solului, impreuna cu speciile alese, sa se regaseasca in planul de dezvoltare a unui covor vegetal corespunzator. Acesta ar trebui sa fie potrivit cu folosirea ulterioara a terenului si poate juca un rol important in mentinerea stabilitatii chimice si fizice a locatiei, de exemplu prin stabilizarea stratului de sol si prevenirea eroziunii. Monitorizarea tinteste sa demonstreze nu numai faptul ca stratul vegetal a fost implementat cu succes intr-o prima etapa, dar si ca, dupa cateva sezoane vegetale, locatia si-a dezvoltat capacitatea proprie de a sustine dezvoltarea plantelor. [100, Eriksson, 2002] Practicile conventionale de siguranta recunosc efectele daunatoare ale animalelor care scormonesc pamantul si penetrarea radacinilor ca probleme ce trebuie avute in vedere pentru mentenanta continua. Alte probleme ar putea fi mai neaspeptate. De exemplu, ca simbol national, castorul este omniprezent in Canada, iar obiceiurile acestuia sunt bine stiute atat de ingineri cat si de biologi. Tendinta castorului canadian de a-si desfasura activitatile ca raspuns la sunetul apelor curgatoare a fost constientizata ca o problema pe termen lung serioasa a inchiderii locatiei, existand pericolul de a bloca facilitatile de deversare, iar acest lucru a fost recunoscut in trecut ca o cauza de cedare a barajelor. Trebuie notat ca specia de castor european, care a disparut in Suedia in anii 1870, a fost reintrodusa in anii 1920, iar acum aceasta specie prospera. Acesti factori arata, la un nivel mai detaliat, masura in care siguranta pe termen lung a barajelor depinde de intretinerea continua, modificari si reparatii, precum si cat de dificila este asigurarea stabilitatii pe termen lung. [13, Vick, ] Folosirea succesiva a terenului Folosirea succesiva generala a terenului unei locatii inchise este determinata de urmatorii factori: o folosirea pre-minare sau actuala a imprejurimilor locatiei o orice schimbare asteptata pe viitor in folosirea terenului din imprejurimi o folosirea post-operationala a locatiei minei rezonabil asteptata o viabilitatea refolosirii infrastructurilor si facilitatilor locatiei o intinderea oricarui impact asupra mediului o nevoia de supraveghere de siguranta impotriva hazardului fizic, chimic si biologic (atat

antropogen cat si natural). Problemele specifice legate de managementul pe termen lung ales trebuie sa fie luate in considerare in determinarea folosirii succesive a terenului. De aici, exista un numar de opinii diferite care sunt luate in considerare pentru majoritatea locatiilor. Acestea includ urmatoarele: • recolonizarea naturala a locatiei cu vegetatie locala • plantarea de plantatii silvicole comerciale • dezvoltarea agriculturii • incurajarea activitatilor industriale alternative • folosirea facilitatilor de infrastructura ca parte a dezvoltarii comerciale in regiune. Indiferent de alegerea finala, locatiile sunt, de obicei, reabilitate astfel incat folosirea ultima a terenului si morfologia locatiei sa fie compatibile cu zona inconjuratoare sau cu mediul existent inainte de inceperea activitatilor miniere. Aceasta nu preintampina intretinerea zonei ca o locatie industriala sau comerciala, daca aceasta este potrivita. 2.2.4.2 Probleme specifice inchiderii

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 333

Halde Geometria si stabilitatea relativa a haldelor este dependenta de tipul materialelor din halda, de metodele de constructie si de topografia locala. Potentialele probleme si riscuri asociate cu haldele includ: • pante instabile • formarea de lesie toxica ce duce la contaminarea in aval • generarea de ARD • poluarea apelor de suprafata si/sau subterane • incendii/combustie spontana • pagube asupra septelului, faunei native si asupra publicului • poluarea cu praf si eroziunea vantului • impact vizual. Cercetarea geologica completa efectuata inaintea operarii este o practica comuna. Toate masurile si structurile implementate ar trebui proiectate si construite adecvat pentru a rezista in cazul in care au loc activitati seismice sau alte activitati destabilizatoare naturale sau cauzate de om. [100, Eriksson, 2002] Iazuri/Baraje Sedimentele de steril maloase sunt descarcate, in general, in locatii de colectare, expl: iazuri, unde sunt izolate de mediul inconjurator, prevenindu-se astfel potentialele impacturi asupra mediului. Bazinele colectgoare sunt construite in general folosind topografia naturala locala si baraje in interiorul carora managementul sterilului poate fi controlat. Determinarea tipului de bazin si a unei anumite locatii depinde de urmatorii factori: topografie hazadurile naturale climatul local si echilibrul apei volumul de steril gradul de consolidare a sterilului toxicitatea sterilului preocuparile de mediu referitoare la steril si apa de procesare cantitatea de material corespunzator pentru stratul protector cantitatea disponibila de sol potrivit culturilor vegetale economici

Potentialele probleme si hazardurile asociate iazurilor de steril includ: • pante instabile ce duc la cedari sau prabusiri ale barajului • scurgeri sau infiltratii ce duc la contaminarea in aval • generarea de ARD • poluarea apelor de suprafata si/sau subterane • pagube asupra septelului, faunei native si asupra publicului • poluarea cu praf si eroziunea vantului Cercetarea geologica completa efectuata inaintea operarii este o practica comuna. Toate masurile si structurile implementate ar trebui proiectate si construite adecvat pentru a rezista in cazul in care au loc activitati seismice sau alte activitati destabilizatoare naturale sau cauzate de om. De asemenea, trebuie pregatit un raport aprofundat asupra hidrologiei si geochimiei locatiei, precum si asupra aspectelor geotehnice. [100, Eriksson, 2002]

Chapter 4

334 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Patura de apa In faza de proiectare a iazului de steril, trebuie oferit un nivel acceptabil de siguranta, atat in timpul fazei operationale cat si in perioada post-inchidere. In cele mai multe cazuri, este necesar sa se mentina un covor permanent de apa sau un strat de namol deasupra sterilului depozitate, pentru a evita mobilizarea de contaminanti si/sau din motive estetice. Urmatorul text descrie cum poate fi proiectat un baraj de pamant stabil pe termen lung, astfel incat sa sustina un covor permanent de apa. Tehnicile covorului de apa ca metode ale managementului ARD sunt descrise mai amanuntit in Capitolul 2.3.1.2.1 Un iaz de steril poate reprezenta o amenintare pentru mediu in timpul operarii, cat si in faza post-inchidere. Pentru a evita efectele negative asupra mediului, bazinele de steril trebuie sa fie stabile din punct de vedere fizic si chimic. In acest sens trebuie sa fie indeplinite doua conditii: • barajul trebuie sa ofere un nivel acceptabil de siguranta, atat in timpul perioadei operationale, cat

si in perioada post-inchidere • materialul care ar putea avea un impact negativ asupra mediului trebuie sa fie

inmagazinat/depozitat intr-o maniera sigura din punct de vedere al mediului Dupa incetarea operatiunilor, trebuie luate masuri pentru a integra iazurile de steril in peisajul inconjurator intr-o maniera sigura si estetica. In cazul in care Sedimentele de steril contin sulfuri, care in contact cu aerul si cu apa s-ar putea oxida si ar putea produce acid si metale dizolvate, oxidarea sulfurilor trebuie evitata, de exemplu prin depozitarea permanenta a sterilului sub apa. In acest caz, iazul de steril trebuie sa fie proiectat si construit astfel incat sa satisfaca nevoile de stabilitate pe termen lung si sa indeplinesca conditiile de inundare permanenta a suprafetei. Pentru covorul permanent de apa trebuie indeplinite urmatoarele cerinte: o reumplerea cu apa a bazinelor de steril trebuie sa fie suficienta pentru a garanta mentinerea

covorului de apa si o stabilitate chimica a apei permanenta o barajul trebuie sa fie indeajuns de stabil pentru a oferi un nivel de siguranta acceptabil atat in

timpul operarii cat si dupa aceea. Referitor la stabilitate, cerintele pe termen lung impun dimensionarea corespunzatoare a barajului in functie de proiectul respectiv. „Pe termen lung” inseamna in mod normal „pana la urmatoarea era glaciara” sau „cateva mii de ani”. Bazat pe cunostintele actuale, urmatoarele probleme/mecanisme de cedare trebuie sa fie avute in vedere pentru a indeplini cerintele pentru un „baraj stabil pe termen lung ”: • stabilitatea pantei • depasirea crestei barajului • instabilitatea fundatiei si instabilitate in interiorul barajului • evenimente extreme, precum inundatii, cutremure si vanturi puternice • procese de deteriorare lenta cauzate de infiltratiile de apa, precipitatii, inghet, gheata, vegetatie,

etc. [126, Eriksson, 2003] Pante stabile pe termen lung proiectate sa retina apa permanent Experianta si studiile formatiunilor naturale similare cu barajele de steril au aratat ca o panta cu o inclinare mai mica 1:3 (V:H) s-a dovedit stabila fata de eroziunea apei si a vantului, inghetului si alterarii in ultimii 10000 de ani (de la ultima era glaciara). Un unghi mai redus decat 1:3 suporta, de asemenea, si vegetatia, ceea ce reduce impactul actiunilor de deteriorare lenta. [127, Benkert, 2002] Intre miezul greu permeabil si umplutura de suport sunt instalate filtre verticale. Talpa barajului in aval este echipata cu un filtru (scopul materialului de filtrare a fost explicat in capitolul 2.4.2.2) si

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 335

poate fi sustinuta si de roci brute. In avalul bazei trebuie construit un canal de colectare a infiltratiilor, pentru monitorizarea cantitatii si calitatii infiltratiilor (eventual pentru colectarea infiltratiilor, daca acestea nu indeplinesc standardele de calitate in timpul fazei operationale). [126, Eriksson, 2003] Supraincarcarea Riscul pentru supraincarcare (depasire) a barajului depinde de conditiile meteo locale si de marimea zonei de receptie. In timpul operarii, capacitatea de deversare ar trebui sa faca fata inundatiilor extreme previzibile (expl: PMF, vezi capitolul .). Capacitatea de deversare este, de obicei, de 2.5 ori cel mai mare flux masurat in orice punct. In cazul in care, pentru inchiderea bazinului de steril, este aleasa solutia covorului de apa, facilitatile de deversare (evacuare) trebuie sa fie stabile pe termen lung, constuite, de preferat, ca si canale deversoare in pamant si nu in interiorul barajului. Evacuarea stabila pe termen lung trebuie, cu o margine de siguranta suficienta, sa faca fata oricarei inundatii extreme si, in acelasi timp, sa managerieze riscul reprezentat de infundarea cu gheata, copaci cazuti, crengi, etc fara sa pericliteze capacitatea de deversare ceruta. Aceste cerinte implica faptul ca trebuie construita o mare evacuare spatioasa pentru faza pe termen lung. Ca o consecinta a asigurarii inaltimii de garda adecvate, este posibil sa fie o distanta considerabile de la suprafata bazinului (apa libera), in conditii climatice normale, pana la creasta barajului (asa-numita plaja). Aceasta zona de steril va fi acoperita, la momentul inchiderii, cu un strat de material impermeabil, pentru a preveni infiltratiile, aerisirea si efectele meteo. Avantajele unei distante mari pana la plaja constau in faptul ca stabilitatea pantei este imbunatatita, iar potentialul de eroziune interna este redus, ca o consecinta a suprafetei freatice plane si a curentului de curgere Instabilitati Un factor de siguranta de 1.5 este considerat adesea ca ofera o probabilitate scazuta de instabilitate pe termen lung a subsolului, fundatiei si in interiorul barajului. Capitolul 2.6.13.1 ofera alte exemple de factori de siguranta si determinarea acestora. Mai mult, cand este aplicat un covor umed, unghiul pantei gradientului hidraulic trebuie sa fie mai putin de 50% din unghiul de frecare pentru materialul din care este construit barajul. Evenimente extreme Proiectul barajului trebuie sa fie verificat pentru stabilitate dinamica impotriva acceleratiei de cutremur specifica locatiei. Un factor de siguranta de 1.5 este considerat a fi suficient pentru stabilitate dinamica. Vanturile puternice creaza valuri, care pot deteriora panta din amonte si creasta barajului. Atunci cand se calculeaza inaltimea dimensionala a valurilor trebuie sa fie folosite date de vant specifice locatiei. Inaltimea dimensionala a valurilor va determina protectia necesara contra eroziunii a pantei din amonte si, posibil, va adauga inaltimea de garda necesara. Protectia contra eroziunii este necesara pentru faza pe termen lung, precum si in timpul operarii. [126, Eriksson, 2003] Actiuni de deteriorare lenta In timpul fazei pe termen lung, barajele pot fi deteriorate de procese de deteriorare lenta, precum infiltratii, eroziune, temperatura, inghet, gheata, vegetatie, etc. Procesul pe termen lung care, probabil, este de cea mai mare importanta pentru stabilitatea barajului este reprezentat de infiltratiile din interiorul barajului. Infiltratiile din interiorul barajului pot cauza eroziune interna, o cauza comuna a deteriorarii marilor baraje hidroelectrice. Totusi, este posibil sa se evite/previna eroziunea interna daca inclinarea gradientului hidraulic este atat de redusa precum cea a formatiunilor naturale ale solului, care sunt stabile impotriva curentului de apa subterana. In general, panta solului este stabila impotriva eroziunii interne daca inclinarea gradientului hidraulic este mai mica decat jumatate din unghiul de frecare al materialelor care alcatuiesc solul. Urmarind motivatia de mai sus, un baraj stabil pe termen lung este construit in asa fel incat inclinarea gradientului hidraulic este mai mica decat jumatate din unghiul de frecare al materialului solului. In acest caz, barajul poate fi considerat a fi sub presiunea apei subterane in loc de presiunea statica a apei

Chapter 4

336 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

si astfel ca avea un nivel acceptabil de siguranta impotriva eroziunii interne. Aceasta conditie este recomandata atunci cand se dimensioneaza marimea pe care trebuie sa o aiba un baraj. Pagubele produse de eroziune, temperatura si vegetatie pot fi evitate prin folosirea de materiale stabile pe termen lung pentru construirea barajului si prin construirea de pante cu un unghi suficient de redus. Un unghi al pantei de 1:3 (V:I) este considerat a fi stabil pe termen lung pe masura ce aceste pante pot fi intalnite si in peisajul inconjurator. Aceste pante naturale au fost supuse in mod natural eroziunii, temperaturii, vegetatiei, etc pe o perioada de timp foarte lunga, in tarile nordice de la ultima era glaciara (acum aprox. 10000 de ani) si in ciuda acestei perioade lungi de timp pot fi observate foarte putine semne ale alterarii. Cel mai evident semn de alterare este oxidarea si spalarea prin dizolvare a aproape 0.5 m de sol. Totusi, sub aceasta adancime, morena este practica nealterata. Prin urmare se poate presupune ca un baraj construit din asemenea material poate continua sa reziste la asemenea procese. O motivatie similara poate fi data referitor altor materiale ce sunt folosite in alte parti ale Europei. [126, Eriksson, 2003] Urmatoarea figura arata cateva exemple tipice de baraje proiectate pentru acoperire permanenta cu apa. De obersat ca in aceasta figura Sedimentele de steril macrogranulare sunt adiacente barajului

Figura 0.2: Baraje pentru acoperire permanenta cu apa 1. Steril fine, 2. Steril macrogranulare, 3. Umplutura de suport, 4. Umplutura de suport, stabila pe termen lung, 5. Covor impermeabil si protectie contra eroziunii [6, ICOLD, 1996] Bazine deshidratate La inchidere, coborarea suprafetei freatice va mari stabilitatea pantei si va reduce riscul de eroziune interna. Urmatoarele sunt aspecte ce trebuie luate in considerare pentru a evita potentialele probleme si hazarduri mentionate ma sus:

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 337

• pantele exterioare ale barajelor sunt modificate pentru a asigura un factor adecvat de siguranta atat pentru stabilitatea pe termen lung cat si in conditii seismice

• infiltratiile/scurgerile trebuie controlate prin drenaj adecvat • trebuie luate masuri pentru colectarea si devierea scurgerilor de suprafata • barajul trebuie sa fie stabil pe termen lung impotriva actiunilor de deteriorare lenta • acolo unde Sedimentele de steril au potential ARD, este necesar un covor corespunzator pentru

evitarea/inhibarea infiltratiilor si difuziei (vezi Capitolul 2.3.1) Sistemele existente de diversiune a apei in caz de furtuna pot fi upgradate pentru a imbunatati capacitatea si durabilitatea, cu scopul de a preveni eroziunea depozitului in eventualitate de ploi puternice. Turnurile de decantare si conductele de deversare trebuie mentinute intr-o asemenea stare incat sa nu reprezinte un potential risc pe termen lung. Este o practica obisnuita sa se sigileze conductele de deversare cu o priza de ciment. Suprafata superioara a barajului este conturata sa asigure un echilibru acceptabil intre precipitatii si evaporare. In zonele cu ploi intense, un canal deversor poate fi necesat pentru a decanta excesul de apa de la suprafata barajului. Urmatoarea figura arata cateva baraje tipice pentru bazinele deshidratate. De observat ca in aceasta figura Sedimentele de steril macrogranulare sunt adiacente barajului

Figure 0.3: Baraje pentru bazinele deshidratat [6, ICOLD, 1996] Facilitati de management al apei Facilitatile de management al apei includ toate facilitatile de la, sau asociate cu o locatie miniera, utilizate in controlul, depozitarea, tratamentul si transportul apei, in scopul folosirii domestice si

Chapter 4

338 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

pentru procesare, precum si pentru acoperirea descarcarilor de deviere si in tratamentul apei in exces. Acestea includ: • bazine/baraje • rezervoare • canale deversoare • structruri de captare • canale de diversiune • apeducte • tevi • statii de pompare • statii de tratament • bazine de depunere • disteme de deshidratare Potentialele probleme si hazarduri asociate cu inchiderea unei facilitati de management al apei includ: • contaminarea apelor de suprafata si/sau apelor subterane • deversari necontrolate de apa ce pot conduce la inundarea si/sau alterarea regimului hidrologic

natural • pagube, inclusiv raniri si/sau moartea faunei native sau a publicului. De obicei, este alcatuit un inventar al tuturor echipamentelor si facilitatilor prezente in locatia respectiva sau care sunt folosite la manevrarea si/sau tratarea apei provenita din locatie. Situatia de deasupra este documentata iar localizarea este indicata pe harti si la fata locului. Inaintea inchiderii, sunt obtinute informatii complete despre conditiile hidrologice si despre activitatile adiacente mineritului. Toate masurile si structurile implementate trebuie sa fie proiectate si construite adecvat, pentru a faca fata in caz de risc seismic sau alte evenimente destabilizatoare naturale sau provocate de om. In general, facilitatile de management al apei sunt scoase din functiune si, unde este posibil, mutate din locatia respectiva, pentru a preveni ca niveluri neacceptabile de apa contaminata sa fie deversate in afara locatiei. Este o buna practica sa se mute acele facilitati care necesita intretinere in timpul fazei de inchidere, mai ales atunci cand amenintate siguranta, stabilitatea si mediul. Planurile de scoatere din functiune a site-ului integreaza toate componentele refolosibile in uzul post-minier al terenului,, sistemul de management al apei si/sau modelul de deversare al zonei. Managementul apei la un site minier este probabil sa fi alterat regimul hidrologic natural. Depozitarea apei din facilitatile de colectare schimba in general apele naturale de suprafata si altereaza debitele si volumele care circula prin canalele naturale de apa. Recirculatia apei din regimul hidrologic natural implica oprirea pomparii apei provenita din izvoarele subterane, pentru a permite inundarea lucrarilor miniere si pomparea la suprafata si tratarea acestei apei pana cand nu mai reprezinta un pericol pentru calitatea apei subterane. O portiune mare din zona suprafatei expuse din galeriile abandonate pot fi piritice si pot fi subiectul oxidarii inaintea de inundarea initiala a minei. Apa poate fi folosita la curatarea minei de impuritati, mai ales pentru a reduce sulfatii si metalele si pentru a reduce riscul de contaminare. Aceasta curatire continua pana cand este restaurata calitatea initiala a apei subterane. [100, Eriksson, 2002] Inchiderea facilitatilor de steril/roci reziduale ce contin steril/roci reziduale non-reactive In cazul sterilului/rocilor reziduale non-reactive, problemele importante de trebuie luate in considerare la inchidere sunt: • stabilitate fizica pe termen lung • refacerea peisajului si vegetatiei • prevenirea:

eroziunii

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 339

emisiilor de praf. Multe locatii integreaza in peisaj exteriorul barajelor chiar in timpul construirii acestora. La inchidere, suprafetele freatice sunt mentinute sub mivelul maxim al sterilului prin mijloace de aranjament al debitelor, pentru a evita eroziunea la talpa barajului. Sedimentele de steril sunt acoperite cu argila, sol si iarba. Sunt plantati arbusi si copaci. Urmatoarea figura arata cateva covoare tipice pentru TMF. Optiunile 1 si 2 sunt aplicate pentru Sedimentele de steril non-reactive.

Figura 0.4: Covoare tipice pentru zonele de management al sterilului [11, EPA, 1995]

Chapter 4

340 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.3. Preventia si controlul emisiilor 2.3.1 Managementul ARD Managementul sterilului sau rocilor reziduale cu potential de generare ARD urmeaza, in mod normal, o abordare bazata pe risc. In timpul evaluarii de risc, acuratetea caracterizarii si intelegerea materialului este de importanta critica. Procesul de management este unul ciclic si este pus la punct, initial, in faza de proiectare a minei, dar este reinnoit si reevaluat in mod continuu de-a lungul vietii minei. Procesul de evaluare acopera conceptul „din legan in mormant”, adica orice optiune preferata cu respect pentru managementul sterilului si rocilor industriale de-a lungul fazei operationale trebuie sa includa si un strategie acceptabila pentru inchidere. Caracterizarea initiala a materialului este efectuata in etapa de proiectare a minei, totusi, rezultatele caracterizarii initiale sunt actualizate in mod continuu si confirmate de caracterizari ale materialului efectuate in etapa operationala a minei. Acest capitol este bazat pe MiMi (1998), raport despre „Prevenirea si controlul poluarii de la productia de steril si roca reziduala” [95, Elander, 1998]. Au fost adaugate si unele studii de caz aditionale. Intregul raport poate fi gasit pe pagina de web. Exista un numat de optiuni de prevenire, control si tratament pentru Sedimentele de steril miniere cu potential de generare ARD, aplicabile atat in etapa operationala cat si in cea de inchidere a minei. Capitolul 2.7 descrie procesele implicate in generarea ARD. 2.3.1.1 Predictia potentialului ARD La Ovacik, o caracterizare detaliata a mostreleor a aratat ca Sedimentele de steril si rocile reziduale nu vor produce ARD. Urmatorul tabel arata rezultatele medii obtinute din 99 de mostre.

pH AP* NP* NNP* NP/AP* S2- (%) Media a 99 de mostre 7.52 0.47 5.5 5.18 4.67 0.02 *:kg CaCO3 echivalent pe tona AP: Potential acid NP: Potential de neutralizare NNP: Potential net de neutralizare

Tabel 0.6: Protentialul de productie acida la mina de aur Ovacik [56, Au group, 2002] Caracterizarea sterilului si rocilor industriale (vezi Capitolul 2.2.1.2 in combinatie cu Anexa 4) include: • determinarea Potentialului Acid (AP) bazat pe continutul total de sulf sau sulfuri – S • determinarea Potentialului de neutralizare (NP). Daca NP/AP ≤1:1, atunci o mostra este considerata a prezenta potential de formare acida. Daca NP/AP ≥ 3:1, atunci o mostra este considerata a fi non-acida. 2.3.1.2 Optiuni de preventie Baza oricarei masuri preventive este reprezentata de caracterizarea sterilului si rocilor reziduale, impreuna cu un plan de management cuprinzator care identifica si minimizeaza cantitatea de steril si roci reziduale care necesita o atentie speciala. Multe dintre metodele de preventie se concentreaza pe minimizarea ratei de oxidare a sulfurilor si astfel pe mobilizarea fundamentala a produselor alterabile. Acest lucru poate fi atins prin minimizarea cantitatii de oxigen ce intra in contact cu sulfurile, prin

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 341

aplicarea unei bariere pentru oxigen (patura). Aceste covoare sunt, in mod obisnuit, variatiuni ale doua concepte de baza: (1) „patura de apa” sau „patura uda” (inundare), sau (2) „patura uscata”. Un al treilea tip, „patura consumatoare de oxigen”, a fost de asemenea dezvoltat si aplicat. Alte metode preventive tintesc sa inlature sulfurile minerale din steril sau din rocile reziduale (depiritizare), prin adaugarea de material amortizor, minimizand activitatea bacteriana, respectiv suprafata minerala expusa alterarii. Oxidarea mineralelor sulfuroase poate fi redusa in timpul operarii printr-un management subacvatic al sterilului, de exemplu.

Metoda preventiva Principu folosit Patura de apa si descarcare subacvatica Foloseste un covor de apa ca bariera de difuziune a

oxigenului. Difuzia oxigenului este de 104 ori mai mica in apa decat in aer.

Patura uscata Foloseste un strat greu permeabil cu un continut ridicat de apa ca bariera de difuziune a oxigenului

Patura consumatoare de oxigen Foloseste un strat greu permeabil cu un continut ridicat de apa ca bariera de difuziune a oxigenului. In plus, stratul greu permeabil are un continut ridicat de materie organica, ce pe masura ce se degradeaza consuma oxigen si prin urmare reduce catitatea de oxigen transportata la sulfurile aflate sub stratul protector.

Stabiliment inmlastinit Ca masura de inchidere, stabilimentul inmlastinit foloseste acelasi principiu ca si patura de apa, dar cu o adancime mai mica a apei, cu un covor vegetal ce se formeaza pe fund, re-suspensia sterilului fiind astfel evitata.

Nivel crescut al apei subterane Mentine stratul protector in mod constant sub nivelul apei subterane prin retinerea apei datorita: infiltratiilor sporite reducerii evaporatii cresterii rezistentei de curgere fortei capitale

Depiritizare Separarea piritei de steril si depozitarea separata a piritei (expl: sub apa)

Manipularea selectiva a materialului Management selectiv al diferitelor fractiuni de steril sau roci reziduale, in functie de compozitie si proprietati, cum ar fi separarea materialului cu potential de generare ARD pentru manipulare separata.

Tabel 0.7: Metode de prevenire ARD si principiile pe care sunt bazate 2.3.1.2.1 Paturi de apa Patura de apa, sau „patura uda”, este o metoda de inchidere care foloseste apa ca agent de impiedicare a difuziei oxigenului. Coeficientul de difuziune al oxigenului este de 104 ori mai mic iin apa decat in aer. Asta inseamna ca daca se reuseste stabilizarea unei paturi de apa, oxidarea sulfurilor este aproape eliminata. Premisele unei paturi de apa sunt: • un echilibru pozitiv al apei, care poate garanta o adancime minima a apei in orice moment • baraje stabile fizic pe termen lung (daca nu un put de exploatare, in trecut au mai fost folosite

pentru depozitarea sterilului si lacuri naturale sau mari) • evacuari stabile pe termen lung, cu o capacitate de deversare suficienta si in cazurile unor

evenimente extreme • o adancime a apei indeajuns de mare in interiorul iazului incat sa se evite re-suspensia sterilului

din cauza actiunii valurilor (pot fi folosite spargatoare de valuri pentru a reduce adancimea minima necesara)

• capacitatea sterilului de a se dizolva in apa.

Chapter 4

342 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

In plus, este benefic ca un parau naural sa se verse in iazul de steril, pentru a livra material organic, flora si fauna sistemului scos din functiune. Acest lucru va imbunatati performantele paturii de apa furnizand o bariera aditionala de difuziune a oxigenului datorita sedimentelor si poate accelera re-colonizarea sistemului. Paturile de apa sunt o optiune de inchidere a iazurilor de steril de orice tip (expl: pentru depozitare „normala” de steril sau pentru depozitare subacvatica in timpul fazei operationale). Doua exemple de locatii unde acestea au fost implementate sunt Stekenjokk si Kristineberg. Stekenjokk reprezinta o locatie pionierat pentru scoaterea din functiune a iazurilor de steril cu continut de sulfuri. Scoaterea din functiune a avut loc in 1991, ceea ce ofera peste 10 ani de evaluare a rezultatelor. Proiectul de scoatere din functiune de la Stekenjokk a fost descris in detaliu de Broman si Göransson (1994). Masurile implementate aici sunt descrise schematic in figura urmatoare (din Broman si Göransson,1994). [100, Eriksson, 2002]

4. Constructionof breakwaters

1. Lowering of thewater level

3. Re-location of tailings 2. Raising of dams

5. Constructionof spillway

6. Raising of water level Figura 0.5: Masurile implementate la TMF Stekenjokk [100, Eriksson, 2002] Performanta masurilor implementate a fost monitorizata si evaluata de-a lungul timpului. Un calcul de echilibru al masei este prezentat in raport, folosind date din primii 8 ani de activitate ulterioara si cu ipoteza ca sulfatul poate fi folosit ca indicator pentru oxidarea sulfurii. Analizele arata ca patura de apa a redus eficient rata de oxidare a sulfurii din sterilului depozitate. Exprexie a fluxului de oxigen prin patura de apa la steril, limina superioara a sulfatului eliberat din iaz corespunde cu limita fluxului efectiv de oxigen, de 1 x 10-10 kg O2/m2s. Acesta poate fi comparat, sau este chiar mai bun decat cel obtinut in solutiile inginerice ale amestecurilor pentru paturi uscate. Aceste rezultate demonstreaza faptul ca obiectivele proiectuluid e scoatere din functiune au fost depasite. Rezultate similare au mai fost raportate si din studierea depozitarii subacvatice a sterilului in lacuri naturale. In comparatie cu patura uscata, patura de apa este si mai eficienta si necesita si costuri mai reduse. Implementarea paturii uscate a avut un cost de 2 USD/m2, in comparatie cu costurile paturilor uscate studiate, de 12 USD/m2. In plus, nu trebuie deschise alte exploatari pentru excavarea materialului pentru patura. Nesiguranta referitoare la paturile de apa este legata de stabilitatea pe termen lung a barajului. Cateva aspecte legate de stabilitatea pe termen lung a facilitatilot unde este aplicata tehnica paturii de apa sunt discutate in Capitolul 2.2.4.2 Poate fi afirmat ca nu este posibil sa se elimine complet osidarea sulfurilor din moment de patura de apa va contine intotdeauna oxigen. Totusi, la Stekenjokk rezultatele indica faptul ca rata de oxidare a

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 343

sulfurilor este neglijabila. Au fost observate urme regulate de concentratii scazute de sulfat in deversarile in iaz. Dupa 10 ani, concentratia de sulfat in efluentii iazului este apropiata de valorile initiale. Principalele experiente invatate din aceasta locatie sunt listate mai jos: • conditiile aspre de iarna care predomina la Stekenjokk au adaugat dificultati speciale proiectului.

In timpul iernii, au fost observate cresteri anormale ale nivelului de apa (care in cazuri extreme pot provica supraincarcari ale miezului). Investigatiile au aratat ca aceste cresteri au fost cauzate de infundarea partiala cu gheata a evacuarii. Aceasta a dus la reconstructia completa a evacuarii. Noua evacuare a fost construita in asa fel incat sa permita scurgerea apei chiar si in cele mai extreme conditii de gheata (La Stekenjokk s-a inregistrat o grosime a stratului de gheata de pana la 2 m).

• in primavara anului 1998, infiltratiile de apa de la un punct al talpei barajului aratau semne de „tulburare”. Acest lucru a fost interpretat ca un posibil semn de eroziune interna. O berma stabilizatoare proiectata ca filtru a fost plasata imediat la talpa barajului. Totusi, analizele au aratat ca „tulburarea” a fost cauzata de formarea de silicati de aluminiu (ca rezultat al dizolvarii silicatilor pentru a amortiza alterarea sulfurilor). In consecinta, nu a fost vorba de eroziune interna.

• in 1998, iazul de steril de la Stekenjokk a fost supus unui audit amanuntit de siguranta, in legatura cu dezvoltarea Manualului de Siguranta a Barajului (manual OSM) pentru Stekenjokk. Acest audit a recomandat ca ar trebui construita o evacuare aditionala, pentru a asigura o capacitate de deversare suficienta in caz de blocare cu gheata a evacuarii principale. Evacuarea a fost construita in acelasi an. Evacuarea de siguranta intra in functiune in mod automat daca nivelul apei creste peste o anumita limita.

• corpul barajului nu a mai fost subiectul nici unei masuratori legata de probleme de stabilitate dupa ce lucrarile de inchidere au fost terminate iar panta barajului a fost ajustata la 1:2.5 (V:I). Totusi, in 1994 s-a decis sa se acopere panta din aval cu un strat de morena, deoarece s-a observat ca barajul contine material sulfuros ce a fost subiectul alterarii, si care ar putea afecta mediul acvatic din aval.

Scoaterea din functiune de la iazul 4 de la Kristineberg nu este inca incheiata, dar masurile luate sunt urmarite cu grija de proiectul de cercetare MiMi si sunt raportate pe www.mimi.kiruna.se [100, Eriksson, 2002]. Mentinerea unui covor de apa si a unui baraj pe o perioada foarte mare de timp fara management este o problema. Cateva informatii aditionale au fost scoase din studierea lacurilor naturale ce au fost folosite pentru depozitarea subacvatica a sterilului pe o perioada de timp relativ lunga. Fraser si Robertsson (1994) raporteaza ca Sedimentele de steril depozitate subacvatic in Mandy Lake intre 1943 si 1945 prezinta o reactivitate chimica redusa, sau chiar nula, dupa 46 de ani pe fundul lacului. Nu exista studii similare pentru obtinerea de rezultate similare la Buttle Lake (Insula Vancouver). Referinte: Dave N. K. si Vivyurka A. J., 1994. Patura de apa pentru Sedimentele de steril generatoare de uraniu – Studii in laborator si pe teren. In dezbaterile celei de-a Patra Conferinte Internationale despre denajul de roca acida, vol 1; 297-306. Eriksson N., Lindvall M. si Sandberg M., 2001. o evaluare cantitativa a eficacitatii paturii de apa de la iazul de steril Stekenjokk din nordul Suediei: Opt ani de urmarire. Dezbateri pentru Asigurarea Viitorului, Conferinta Internationala despre Minerit si Mediu, Skellefteå, Iunie 25 - Iulie 1, 2001. Fraser W. W. si Robertsson J. D., 1994. Depozitarea subacvatica a sterilului reactive de mina: O recapitulare si atualizare a studiilor de caz - MEND/CANADA. Biroul Publicatiilor Speciale Miniere, SP 06 A-94, 250-259. Pedersen T. F., McNee J. J., Mueller B., Flather D. H. si Pelletier C. A., 1994. Geochimia sterilului scufundate in Anderson Lake, Manitoba: Rezultate Recente. Biroul Publicatiilor Speciale Miniere, SP 06 A-94, 288-296.

Chapter 4

344 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Robertson J. D., Tremblay G. A. si Fraser W. W., 1997. Sepozitarea subacvatica a sterilului: O solutie solida pentru Sedimentele de steril reactive. In dezbaterile celei de-a parta Conferinte Internationale despre denajul de roca acida, vol 3; 1029-1041. St Arnaud L., 1994. Paturi de apa pentru scoaterea din functiune a locatiilor de steril sulfuroase. Biroul Publicatiilor Speciale Miniere, SP 06 A-94, 279-287. 2.3.1.2.2 Patura uscata Trebuie notat ca termenul de „patura uscata” nu inseamna ca nu este continuta apa. Aceste termen este folosit doar pentru a face diferenta intre acest tip de patura si „patura de apa”. O patura uscata, sau patura de sol, este o solutie inveleste-si-acopera comuna unor materiale reziduale. Dupa terminarea mineritului si incetarea depozitarii sterilului active, apa din bazin este eliminata de la suprafata depozitului de steril, suprafata ce urmeaza sa se usuce, desi cele mai multe dintre Sedimentele de steril fine raman moi si saturate. O patura greu permeabila este construita apoi peste suprafata si gradata pentru a spori scurgerile, cateodata incorporand straturi permeabile pentru drenaj, monitorizare sau intreruperi capilare. In principiu, o asemenea patura atinge doua scopuri: 1. limiteaza oxigenul de Sedimentele de steril de suprafata si difuzia oxigenului in spatiile goale,

reducand rata de reactie si, prin urmare, generarea de ARD, si 2. astfel, patura actioneaza impotriva inundarii si reduce inliltratiile apei de suprafata, restrictionand

transportul produselor de reactie. In practica, totusi, dintr-o varietate de motive aceste efecte pot fi dificil de asigurat si pot fi doar partial realizate. Mai mult, poate ca nu sunt disponibile pe plan local materiale de patura potrivite, iar costurile si dificultatea operatiunilor de fortificare a suprafetei de steril usoare pot fi considerabile. [13, Vick, ] O metoda generala de proiectare a unei paturi uscate este aranjarea unui numar de straturi constand in diferite tipuri de sol precum argila, mal, nisip si prundis. Eficienta paturii depinde de continutul de umezeala din straturile paturii. Grogimea totale a straturilor variaza, in mod normal, intre 0.3 - 3.0 m, iar permeabilitatea paturii de sigilare variaza intre 1 x 10-7 – 1 x 10-9 m/s. Diferite investigatii au demonstrat ca relatia dintre rata de difuzie si gradul de saturatie cu apa este stransa si proportionala. Urmatoarea figura arata raportul dintre coeficientul de difuzie efectiva pentru material poros, cu o saturatie data, si difuzia in aer, precum propune Collin [140, Collin, 1987].

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 345

1e-5

1e-4

1e-3

1e-2

1e-1

1e-0

1e-6

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

De

D0a

Moisture content (vol. water / vol. void)

Figura 0.6: Raportul dintre coeficientul de difuzie efectiva intr-un material poros partial saturat si difuzia in aer Inainte ca bazinul de steril sa fie acoperit, trebuie sa fie secat de apa, astfel incat nisipul sa se poata consolida. Aceasta consolidare poate dura o perioada mai lunga de timp, in functie de proprietatile nisipului. In consecinta, cateodata este necesar sa se aplice o patura de control al prafului peste steril, pentru a preveni prafuirea in timpul etapei de consolidare. Pentru a se evita strangerea apei, este o practica obisnuita sa se construiasca santuri de deviatie si sa se recontureze suprafata bazinului. In mod ideal, suprafata ar trebui sa aiba o inclinare de 0.5-1.0% inspre marginile bazinului. [66, Base metals group, 2002] Stratul de sigilare este protejat de uscare si de distrugerea mecanica prin aplicarea unui strat de protectie. Stratul de protectie este acoperit cu vegetatie. Eficienta pe termen scurt a unei paturi uscate poate scadea pe termen lung, ca o consecinta a diferitelor procese distructive care pot cauza crapaturi sau alte discontinuitati in straturile bariera. Acemenea procese sunt eroziunea, inghetarea, uscarea, sedimentarea diferentiata, penetrarea radacinilor, animalele care scormonesc pamantul si imixtiunea omului. [95, Elander, 1998]. Cel mai simplu covor de sol este materialul de sol nespecificat, necompactat, precum in ecemplul A (vezi mai jos figura 4.7). In conditiile din Nordul continentul, un covor de argila eratica de 1.0 – 1.5 metri este probabil sa reduca rata de oxidare cu 80 – 90%. Pentru a spori performanta paturii, pot fi intreprinse mai multe actiuni. Dezavantajul unui singur strat de sol nespecificat deasupra sterilului este acela ca volumul de apa infiltrata este doar putin redus (~10%), in timp ce reducerea difuziei de oxigen este, de asemenea, limitata daca nivelul apei subterane nu este inaltat, pentru a patrunde in patura protectoare. Daca materialul de protectie disponibil are o conductivitate relativ redusa atunci cand este compactat, atunci optiunea de imbunatatire a acestei paturi simple de sol (exemplul A) este plasarea de paturi intr-unul sau mai multe straturi si apoi compactarea individuala a fiecarui strat. Acest lucru reduce conductivitatea hidraulica, iar gradul de saturatie este ridicat, ceea ce reduce coeficientul efectiv de difuziune a oxigenului.

Chapter 4

346 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 4.7: Patru modele diferite de patura de sol O patura de sol mai avansata include un strat de sigilare compactat cu o conductivitate hidraulica redusa, precum argila sau argila eratica (unde pietrele mai mari au fost inlaturate), precum in exemplul B din figura 4.7. In Kristineberg, in nordul Suediei, s-a estimat ca aplicarea acestui tip de paturi ar reduce oxidarea cu >99% daca deasupra sterilului se aplica un strat de 0.5 m de argila compactata si 1.5 m de argila eratica protectiva (patura construita initial la Kristineberg avea 0.3 m de morena argiloasa compactata si un strat protectiv de 1.2 m de morena nesortata). Infiltratiile cu apa au fost reduse cu >95% si cantitatea de metale transportata in afara zonei de colectare odata cu scurgerile redusa si ea cu >98%. Grosimea necesara a stratului protectiv depinde de conditiile climatice locale (inghet, umiditate, precipitatii, etc.) si de flora si fauna locale, luand in calcul adancimea de penetrare a radacinilor, animalele care scormonesc pamantul, etc. si caracteristicile materialului protector disponibil. In Europa, grosimea paturilor protectoare variaza intre 0.5 m (expl: Aznalcóllar, Spania; de terminat de ciclul uscat) si 1.5 m (expl: Saxberget and Kristineberg, Suedia; determinat de gradul de penetrare al inghetului plus un factor de siguranta). Masuratori ale temperaturii in patura de la Kristineberg au indicat o adancime maxima de penetrare a inghetului de 0.9 m. Un strat de scurgere deasupra stratului de sigiliu (exemplul C in figura 4.7) reprezinta un factor in plus de reducere a infiltratiilor, deoarece hradientul hidraulic este mentinut redus, dar in partea inferioara a acestuia tinde sa creasca transportul oxigenului catre steril, deoarece continutul de apa din patura este redus si poate fi, prin urmare, contraproductiv. Un strat macrogranular intre stratul de sigiliu si steril (exemplul D din figura 4.7) se poate comporta ca niste intreruperi capilare ce previn deshidratarea prin transport capilar, in jos si posibilul transport de sifuzie al elementelor dizolvate, in sus. Daca stratul cu o conductivitate hidraulica redusa este deshidratat, atunci creste riscul de fisuri, urmat de cresterea transportului de oxigen. Pentru a preveni amestecul materialelor macrogranulare si al celor fine, intre acestea astea este instalat un material de protectie, de obicei un strat geotextil. Totusi, acest lucru are implicatii in fuctionarea pe termen lung, deoarece durabilitatea materialului sistetic de-a lungul unei perioade de cateva mii de ani poate fi pusa la indoiala. Daca materialul geotextil cedeaza din cauza imbatranirii sau depunerilor mecanice, straturile se pot amesteca si functionarea stratului de drenaj va scadea sau chiar va fi complet anihilata. Pentru a preveni eroziunea paturii de protectie de argila aratica de deaupra stratului de sigiliu, este aplicat un strat vegetal peste patura de protectie. Se nasc semne de intrebare importante daca radacinile speciilor locale ce probabil vor popula zona reabilitata la un moment dat in viitor vor penetra stratul greu permeabil, si cum grosimea paturii protectoare

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 347

poate preveni acest lucru. De asemenea, trebuie luate in considerare si efectele actiunilor de inghet/dezghet, deoarece acestea pot cauza fisuri si formarea de macropori, ceea ce poate duce la cresterea conductivitatii hidraulice. Dupa ce a fost aplicat stratul protector, pentru a preveni eroziunea acestuia deasupra paturii este plantata iarba. [136, Carlssons, 2002] Capitolul . abordeaza problemele refacerii vegetatiei si restaurarii. Exemple de locatii unde au fost implementate paturi uscate sunt Apirsa (Aznalcollar), Aitik, Saxberget, Kristineberg si Enåsen. Scoaterea din functiune a gropilor de steril de la minele Saxberget din centrul Suediei, petrecuta intre anii 1994 si 1996 folosind o patura uscata mixta, a fost descrisa in literatura de specialitate. Doua bazine separate au fost folosite pentru diferite perioade de timp, bazinul de vest in perioada 1930 -1958 si bazinul de est intre 1958 si 1988. Bazinul de vest ocupa o suprafata de 18 ha, in timp ce bazinul de est, de doua ori mai mare, ocupa 35 ha. In total, cantitatea de steril era de 4 milioane de tone, cu o compozitie de aproximativ 2% S, sub 1% Zn si 0.5-1% calcit. Aceasta compozitie minerala sugereaza faptul ca materialul este potential generator acid, chiar daca Sedimentele de steril din bazinul de este produc un drenaj cu un pH aproximativ neutru in prezent. [137, Lindvall, 1997] Bazinele sunt situate pe o formatiune glaciara permeabila, fapt ce ar putea cauza o scadere rapida a nivelului apei subterane imediat de rezervele sterilului maloase se vor epuiza. Mari cantitati de steril vor fi atunci expuse oxigenului din atmosfera. In timpul perioadei de productie, mobilizarea de zinc a fost estimata la aproximativ 3 tone pe an. Studiile au aratat ca dupa epuizarea mineralelor tampon disponibile, incarcatura poluatoare va creste daca aprovizionare cu oxigen a materialelor nu poate fi controlata. Modelele viitoarelor mobilizari de metale in bazine au indicat o mobilizare anuala de pana la 600 de tone de zinc. Din cauza precipitatiilor si a proceselor de absortie petrecute la nivel de pH neutru, cantitatea a fost estimata sa ramana la 3 tone pe an, transport net, pentru urmatorii cativa ani. Totusim cresterea prezisa a incarcaturii poluante cere sa fie luate masuri de remediere. Cum situatie hidrogeologice exclude inundarea bazinelor, singura optiune realista a fost utilizarea unei paturi proiectate sa reduca transportul de oxigen catre steril. Cum proiectul propus ar fi doar al doilea de acest fel din Suiedia si cu siguranta cel mai mare, nu a existat o experienta practica reala la momentul dezvoltarii planurilor de remediere. Prin urmare, au trbuit investigate o serie de opinii. In termeni generali, patura a fost proiectata in concordanta cu principiile definite in programul suedez de investigare EPA, tintind la un termen lung, intretinere redusa a solutiilor de remediere pentru Sedimentele de steril miniere. Acest lucru a cerut o patura cu cel putin doua componente: (1) strat protector greu permeabil si (2) un strat protector deasupra stratului de sigiliu. In cazul Saxberget, Sedimentele de steril au fost acoperite cu 0.3 m de argila eratica compactata ca strat de sigiliu si 1.5 m de til nesortat, ca strat de protectie. Acesta din urma a fost invegetariat cu iarba si mesteceni. Componenta cheie a fost stratul de sigiliu. In acest scop, au fost luate in cinsiderare un numar de solutii. Una dintre acestea a fost folosirea de namol de la canalizarea municipala compactat, ce detinea proprietati hidraulice favorabile. Din motive practice, in special factorul timp, aceasta alternativa a fost respinsa. O alta opinie a fost folosirea de cenusa zburatoare de la centralele electrice, in forma unui produs asemanator betonului ce a fost cercetat si folosit in proiecte similare. Marele dezavantaj pentru aceasta alternativa a fost reprezentat de costuri, deoarece sursa de cenusa zburatoare (termocentralele si uzinele electrice din regiunea Stockholm) era prea departe. Investigatiile asupra tilului glacial din regiune au arata mari cantitati de argila aratica (til argilos) in apropiere de zona minei. Cum acest

Chapter 4

348 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

material a fost recunoscut a avea proprietati hidraulice excelente, iar costurile erau cele mai reduse dintre toate alternativele, a devenit materialul de sigiliu selectat. Un model al transportului de oxigen si de apa, cuplat cu calcule de solubilitate, a oferit date referitoare la transportul de metale. Bayat pe aceste calcule, specificatiile de permeabilitate ale stratului de sigiliu au fost stabilite la 0.3 m cu o permeabilitate de 5 x 10-9 m/s. Gradul stratului protector a reprezentat un subiect de disctutii. Compania miniera sustinea ca 1 m de til neclasificat va constitui o protectie suficienta impotriva inghetului si penetrarii radacinilor. EPA s-a declarat in favoarea unei paturi mai groase, in final fiind agreat ca trebuie folosit un strat protector de 1.5 m. Forma ariei de steril a fost proiectata sa se integreze in peisajul inconjurator pe cat de mult posibil. Scurgerile de suprafata sunt conduse intr-un mic parau de serpuieste de-a lungul bazinului de vest. Scurgerile din bazinul de vest sunt directionate catre bazinul de est si formeaza suprafete intinse de teren mlastinos, ceea ce da zonei un aspect atractiv si variat. Apa in exces este deversata prin-un canal pavat cu piatra in josul fostei pante a barajului. Rezultatele ce au urmat arata o tendinta pozitiva in dezvoltarea incarcaturii contaminante a zonei. Este, totusi, prea devreme pentru a stabili concluziile finale cu privire la performanta paturii. [100, Eriksson, 2002] Pentru a feri covorul de eroziune, apa de suprafata este colectata si deversata intr-o maniera controlata. Dupa cedarea bazinului de steril din Aznalcóllar, care inca mai continea 96% din totalul de steril depozitate inainte de accident, un covor uscat a fost aplicat peste 150 ha de iaz de steril. Partea activa a acestui covor consta intr-un strat de sigiliu de 0.5 m de argila compactata (k=10-10 m/s) si o patura protectoare de 0.5 m. In plus fata de patura, o berma stabilizatoare a fost asezata pentru a evita orice miscari viitoare ale barajului, creasta barajului a fost coborata pentru a mari factorul de siguranta, pantele barajului au fost refacute la 1:3 (I:V), canale de scurgere au fost construite deasupra paturii pentru a manageria scurgerile de suprafata, un perete despartitor a fost instalat in jurul bazinului si, in cele din urma, un sistem de puturi de pompare a fost instalat in interiorul peretelui despartitor pentru a colecta orice scurgeri din deshidratarea sterilului. Costurile acestui proiect s-au ridicat la aproximativ 37 de milioane USD(EUR 22/m2). Mai departe, a fost implementat un program aprofundat de monitorizare, pentru a asigura performanta masurilor implementate. Urmatoarea diagrama arata solutiile aplicate la mina Apirsa.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 349

Figura 4.8: Canale de colectare si deversare la bazinul de steril inchis de la Apirsa 2.3.1.2.3 Depozitarea subacvatica a sterilului reactive Depozitarea subacvatica a sterilului inseamna depozitarea sterilului sub un strat de apa. Obiectivul acestei metode este minimizarea contactului dintre oxigenul atmosferic si steril si, prin urmare, minimizarea oxidarii materialelor reactive, in speciale oxidarea sulfurilor. Obiectivul este in mod normal mentinerea unei paturi permanente de apa deasupra sterilului atat in timpul fazei operationale cat si dupa inchidere. Eficacitatea depozitarii subterane a sterilului este bazata, in principal, pe parteu mecanisme, asa cum sumarizeaza Robertson et al. (1997): 1. reducerea disponibilitatii de oxigen, din doua motive: (1) concentratia de oxigen saturat din apa

este de 25000 de ori mai mica decat in aer, (2) coeficientul de difuzie al oxigenului este de 10000 de ori mai mic in apa decat in aer. Aceasta inseamna ca o catitate foarte mica de oxigen este disponibila pentru reactiile de oxidare ai ca procesul de transport al oxigenului este foarte incet

2. reducerea sulfurilor. La niveluri reduse de concentratie a oxigenului in apa, bacteriile de reducere a sulfatilor consuma aceste substante si produc hidrogen sulfurat, care reactioneaza usor cu aproape toate metalele dizolvate si formeaza un precipitat stabil

3. purjarea oxidanta. Aceasta implica formarea de oxizi de fier si de magneziu, care sunt eficienti in absorbirea unei game largi de metale topite

4. bariere de sedimente. Dupa ce productia a fost oprita, un strat de sedimente se va dezvolta in mod natural deasupra sterilului depozitate, ceea ce este foarte eficient in minimizarea interactiunii intre steril si stratul de apa.

Metoda de depozitare subacvatica a fost studiata de Programul Canadian de Cercetare MEND. Rezultatele finale ale acestei acestui studiu s-au concretizat in dezvoltarea si publicarea Ghidului de Proiectare pentru depozitarea subacvatica a sterilului reactive in bazinele colectoare construite (MEND, 1998), care descrie intr-o maniera detaliata toate aspectele relevante din planificarea site-ului pentru depozitare subacvatica. Numeroase publicatii de la Universitatea Luleå s-au concentrat in detaliu pe geochimia sterilului acoperite cu apa din Stekenjokk, iar Öhlander, Ljungberg si Holmström (expl: Ljungberg, 1999; Holmström, 2000) a aborbat subiectul p[turilor de aa de la Kristineberg.

Chapter 4

350 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Depozitarea subacvatica a sterilului poate fi facuta, in principiu, in ocoluri construite (iazuri de steril), in exploatari de suprafata inundate, in lacuri naturale sau in conditii marine. Complexitatea politica si de mediu cresc in aceesi ordine in care sunt listate metodele alternative. In mod normal, una din cele doua metode de depozitate este comun folosita: • conducta flotanta, prin care se deverseaza Sedimentele de steril sub suprafata apei in instalatiea de

depozitare si care este mobila, in mod normal, pentru a mari suprafata de deversare a sterilului in instalatie

• conducta scufundata, care deverseaza Sedimentele de steril sub suprafata apei. Aplicarea managementului de steril in mari adanci, fie liber fie ingradit, reduce cerintele inginerice (nu trebuie construit sau intrtinut nici un baraj), creste stabilitatea chimica si reduce amprenda asupra terenului. Prin urmare, depozitarea in mari sau in lacuri adanci elimina problemele legate de siguranta barajului. Adesea, managementul submarin al sterilului este considerat riscant, din cauza inabilitatii de a prezice, controla si rectifica imprastierea contaminantilor in mediu. O alta preocupare este aceea ca sunt cunoscute prea putine lucruri despre mediul submarin si, prin urmare, este dificil de efectuat o evaluare a impactului. Depozitarea subacvatica poate oferi cele mai eficiente mijloace de prevenire a oxidarii sulfurilor. Acest lucru se va oglindi intr-o calitate crescuta in timpul fazei operationale, cu eliminarea sau reducerea nevoilor pentru tratarea apei. Depozitarea subacvatica minimizeaza nevoile la inchidere si elimina nevoia de deschidere a altor exploarari pentru excavarea materialului pentru patura de protectie. Cateva avantaje aditionale ale depozitarii subterane sunt, de exemplu, eliminarea emisiilor de praf si o impresie vizuala imbunatatita. Depozitarea subacvatica este putin mai scumpa in comparatie cu depozitarea conventionala deasupra nivelului apei, deoarece necesita mai multe ajustari zilnice pentru a optimiza umplerea bazinului. Scoaterea din functiune finala este, insa, mult mai ieftina. Pentru a determina aplicabilitatea acestei tehnici trbuie luate in considerare cateva criterii. Situatia hidrologica este critica in acest sens, cu o nevoie pentru un echilibru pozitiv al apei. Capacitatea fizica de stocare sub apa trebuie sa fie indeajuns de mare. Pentru minele mari, sunt necesare lacuri adanci si cu o suprafata mare, sau acces la ocean, altfel trebuie construite baraje mari, ceea ce nu este mereu posibil. Mina Lökken, din Norvegia, folosea depozitarea subacvatica continua. Mina Lisheen foloseste in prezent aceasta tehnica. Paturi de apa, sau alte tehnici de scufundare a sterilului, rocilor reziduale si a minelor sunt folosite cu succes ca metode de scoatere din functiune si sunt descrise de literatura de specialitate (expl: Eriksson et al., 2001; Pedersen et al., 1997; Amyot and Vézina, 1997). Un studiu detaliat despre performanta paturilor de apa a fost efectuat in cadrul proiectului de cercetare MiMi (http://mimi.kiruna.se). Referinte Amyot G. si Vézina S., 1997. Inundarea, ca solutie de recuperare la un iz de steril acide: cazul Solbec. Dezbateri la cea de-a Patra Conferinta Internationala despre Scurderile de Roca Acida, Vancouver, vol. 2, 681-696. Eriksson N., Lindvall M. si Sandberg M., 2001. o evaluare cantitativa a eficientei paturii de apa de la iazul de steril Stekenjokk, in nordul Suediei. Opt ani de urmarire. Dezbateri la Asigurarea Viitorului, Conferinta Internationala despre Minerit si Mediu, Skellefteå, 25 Iunie - 1 Iulie, 2001. Holmström H., 2000. Procese geochimice in Sedimentele de steril de minereu sulfidic: studii pe teren si in laborator efectuate in nordul Suediei, la minele Laver, Stekenjokk si Kristineberg. Teza de doctorat, Luleå Technical University, 2000:03

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 351

Ljungberg J., 1999. Dinamici Geochimice ale Sterilului Miniere la Laver si Stekenjokk, in nordul Suediei. Teza de doctorat, Luleå Technical University, 1999:38 MEND, 1998. Ghid de proiectare pentru depozitarea subacvatica a sterilului reactive in locatii special construite. Raport MEND 2.11.9. Pedersen T.F., McNee J.J., Flater D., Mueller B., Sahami A. si Pelletier C.A., 1997. Geochimia sterilului scufundate in bazinele de steril Buttle Lake si Equity Silver, din British Columbia si Anderson Lake, Manitoba: Ce am invatat? Dezbateri la ce-a Patra Conferinta Internationala despre Scurgerile de Roca Acida. Vancouver, vol. 3, 989-1006. Robertson J.D., Tremblay G.A. si Fraser W.W., 1997. Depozitarea subacvatica a sterilului: O solutie pentru Sedimentele de steril reactive. Dezbateri la ce-a Patra Conferinta Internationala despre Scurgerile de Roca Acida. Vancouver, vol. 3, 1029-1041 [122, Eriksson, 2003] 2.3.1.2.4 Patura consumatoare de oxigen O patura consumatoare de oxigen foloseste un strat greu permeabil cu un continut ridicat de apa, ca bariera de difuziune a oxigenului. Stratul greu permeabil si posibil si cel de protectie vor avea un continut ridicat de materie organica ce, atunci cand se degradeaza, consuma oxigen si, prin urmare, reduce transportul oxigenului catrea sulfurile de sub patura. Accesul la cantitati mari de materie organiza potrivita este o contidie esentiala pentru ca aceasta metoda sa fie viabila. Exemple de site-uri unde este implementat acest tip de patura sunt Galgberget (cetrul Suediei) si Garpenberg (centrul Suediei). [95, Elander, 1998] descrie scoaterea din functiune a bazinului de steril Galgberget folosind o patura consumatoare de oxigen in urmatoarea maniera15: Un exemplu este Galgbergsmagasinet, un iaz de steril din Falum, Suedia, unde a fost construita o patura cu un continut ridicat de materii organice din noroi de la fabrica de hartie, cenusa zburatoare si steril de lemn. Deasupra bazinului de steril a fost asezat un strat de 1 m din cenusa zburatoare amestecata cu noroi de la fabrica de hartie si compactat in doua straturi, iar apoi acoperit cu un strat de 0.5 m de steril lemnoase si argila eratica macrogranulara. Acest covor se crede ca formeaza o bariera eficienta impotriva transportului de oxigen, in parte datorita consumului de oxigen din patura si in parte datorita barierei fizice efective din mixtura compactata greu permeabila de cenusa zburatoare si noroi de la fabrica de hartie. Conductivitatea hidraulica a amestecului a fost masurata in conditii de laborator la ≤5 x 10-9 m/s, iar capacitatea de retinere a apei a fost masurata si considerata a fi satisfacatoare pentru mentinerea unui grad ridicat de saturatie in bariera. Ale posibile efecte sunt inhibitarea scurgerilor de bacterii acidofile, datorita continutului ridicat de hidroxid de calciu din cenusa zburatoare ce va creste nivelul pH-ului din apa de filtrare, si formarea unui mediu potrivit pentru bacteriile reducatoare de sulfat ce produc hidrogen sulfurat care precipita metalele. Totusi, exista riscul ca amestecarea de compusi organici cu hidroxid de fier in partea superioara (oxidata) a depozitului sa produca bacterii de reducere de fier ce ar putea dizolva metalele grele co-precipitate. Urmarirea actuala indica faptul ca oxidarea sulfurilor a scazut si ca nivelul pH-ului in locatie este mai ridicat decat la locatia de referinta. Pana acum nu au fost observate semne de reducere bacteriana de sulfat. Un alt exemplu de locatie unde a fost construit o patura consumatoare de oxigen este renovarea Minei East Sullivan din Quebec. Mai mult, intr-o combinatie de testare la banc si testare pilot proportionala de laborator au fost investigate trei materiale organice diferite (turba, namol de var stins si 15 From the MiMi (1998) state-of-the-art-report on “Prevention and control of pollution from tailings and waste-rock products The entire

report can be downloaded from the following web site:http://www.mimi.kiruna.se

Chapter 4

352 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ingrasamand din steril solide municipale), pentru a le evalua eficacitatea ca paturi consumatoare de oxigen (Elliot et al 1997). 2.3.1.2.5 Stabiliment inmlastinit Stabilimentul inmlastinit, ca metoda de inchidere, foloseste acelasi principiu ca si patura de apa, dar cu o adancime mai redusa a apei, deoarece covorul vegetal stabilizeaza fundul, evitand astfel resuspensia sterilului. Premisele sunt aceleasi ca si in cazul paturii de apa, dar cu cerinta aditionala de adaugare de materie organica, pentru a intari stabilirea vegetatiei in iaz. Ar trebui notat ca ideea principala a stabilimentului inmlastinit nu este tratarea apei, ci stabilirea unei paturi potrivite auto-generatoare, ce reduce cerintele de adancime a apei si care se poarta ca o bariera consumatoare de oxigen atunci cand materia organica este depozitata deasupra sterilului saturate cu apa. Cateva TMF de carbune din UK au fost restaurate prin inmlastinire, cea mai notabila dintre acestea fiind Rufford Lagoon No.8. Rapoarte referitoare la aceasta instalatie au fost trimise la Societatea Britanica a Barajelor (British Dam Society - BDS) in „Prospect pentru rezervoare in secolul 21” (Dezbateri la cea de-a zecea conferinta a BDS tinuta la University of Wales, Bangor intre 9-12 septembrie 1998): Ed. Paul Tedd: Thomas Telford, 1998 ISBN 0 7277 2704 4, precum si la Insitutul Minier si Metalurgic, IMM, (filialele din Nottinghamshire si South Midlands) si publicate in “International Mining and Minerals”: Ianuarie 2001 No. 37. ISSN 1461-4715. o actualizare (Iunie 2001) a fost raportata la cea de-a treia conferinta despre mediu a Asociatiei Britanice Geotehnice, tinuta la Universitatea din Edinburg, in Septembrie 2001 si publicata in “Geoenvironmental Engineering – Geoenvironmental impact management”: Ed. R.N. Yong & H.R. Thomas: Thomas Telford, 2001 ISBN 0 7227 3033 9. Exemple de locatii unde mlastinile sunt luate in considerare/planificate pentru implementare sunt Lisheen and Kristineberg. [100, Eriksson, 2002] 2.3.1.2.6 Cresterea nivelului apei subterane Pentru aceasta metoda este aplicata o patura subtire cu scopul de a creste suprafata freatica deasupra nivelului sterilului, prevenid astfel oxidarea. Aceasta este o solutie intermediara (expl: „intre” patura de apa si patura uscata) pentru saturarea cu apa fara a se crea bazine deschise. Beneficiul acestei metode este, in afara de reducerea grosimii covorului, lipsa nevoii de compactare a paturii si reducerea drastica a cerintelor de calitate pentru materialul paturii. Se aplica in TMF cu o suprafata freatica deja apropiata de suprafata sterilului. Este mai scumpa decat o patura de apa, dar mai ieftina (datorita grosimii reduse) decat o patura uscata. Aceasta metoda este practicata in doua bazine in Kristineberg, ambele continand un material puternic alterat. Deoarece materialul este in intragime saturat cu apa, oxidarea viitoare este inhibata. Acest lucru este realizat fara probleme legate de inundare (probleme de stabilitate a barajului). Baza acestei masuri este modelarea atenta a apei subacvatice, tinand cont de influenta managementului apei de suprafata si ridicarea barajelor pentru apa subterana. [100, Eriksson, 2002] 2.3.1.2.7 Depiritizarea Aceasta metoda este intrucatva similara cu manipularea selectiva a materialului, dar este efectuata ca parte a procesarii minereurilor in statia de procesare minerala. Pirita poate fi separata prin flotatie si

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 353

gestionata separat. Proceseul este aplicabil daca potentialul ARD al volumului de steril poate fi modificat semnificativ (transformat din generator ARD in non-generator ARD) prin reducerea continutului de pirita. Sedimentele de steril de-sulfurate vor necesita masuri de scoatere din functiune mai putin extensive. Flotatia este tehnica predominanta pentru separarea sulfurilor. Pirita poate fi recuperata cu succes din Sedimentele de steril silicioase, folosind xantogenati si agenti spumanti intr-un circuit de flotatie consacrat. Flotatia piritei este folosita in anummite centrale ca o sursa de sulfuri pentru productia de acid sulfuric. Tehnica este bine cunoscuta. Sunt folosite atat procese acide, cat si alcaline. Produsul piritic are o reactivitate mare, prin urmare sunt necesare masuri proiectate cu atentie pentru depozitare. Alternative adecvate pentru produsele piritice ar mai putea fi depozitarea subacvatica in exploatari de suprafata abandonate, in galerii miniere sau in iazuri de steril, ca locatii unde nivelul apei subterane va acoperi materialul in orice moment. Efectele mediului incrucisat ce trebuie luate in considerare sunt: • mici cerinte aditionale egernetice si reactiv pentru flotatie piritei • consum energetic pentru managementul separat al sterilului puternic piritizate si slab piritiate Flotatia si managementul separat al piritei vor presupune, de asemenea, costuri semnificative. Viabilitatea acestei tehnici este data de volumul de pirita ce trebuie indepartat. Daca acest volum este prea mare, impactul de cost este negativ. Un criteriu este acela ca volumul de pirita rezultat trbuie sa fie indeajuns de redus pentru a asigura amortizarea. Exemple de astfel de centrale sunt uzina Bolidens #1, care a produs pirita pentru vanzare pana in 1991, si uzina Pyhäsalmi, care inca mai produce. Nu se stie daca vreo centrala separa pirita ca parte a planului de regenerare. La mina de cupru Aitik, depiritizarea este considerata un element cheie in planul de inchidere a bazinului de steril. In aceasta locatie este asteptat, bazat pe modelarea hidrogeologica, ca numai o mica parte din bazinul scos din functiune va si secat in timpul perioadelor uscate. Planul este depiritizarea sterilului in timpul ultimilor doi ani de productie, pentru a se realiza un strat superior cu un continut redus de sulf. Acest concept include separarea si managementul separat al fractiunilor de pirita cu un continut de sulf intre 30 si 35 de procente si depozitarea lor intr-o sectiune separata a bazinului de steril. Depozitarea piritei va fi facuta intr-un bazin cu baraje permeabile, inaltate simultan cu structurile inconjuratoare. Suprafata bazinului de pirita va ocupa 0.5 1% din suprafata totala (6-12 ha). Acest bazin va fi permanent saturat cu apa, dar la inchidere va pute fi si acoperit solosind conceptul unuei paturi uscate/de sol. 2.3.1.2.8 Manipularea selectiva Manipularea selectiva trbuie sa fie aplicata in timpul fazei operationale pentru a fi eficienta. Prin depozitarea delectiva a sterilului sau rocilor reziduale reactive si non-reactive, scoaterea din functiune a partii non-reactive poate fi redusa semnificativ. Poate fi posibil chiar sa se gaseasca folosiri alternative pentru fractiunile non-reactive. Discutia urmatoare reprezinta un exemplu de management selectiv al rocilor reziduale generatoare ARD si non-generatoare ARD: Formatiunile geologice la un depozit de zacamant sulfuros adesea sunt zonificate, cu straturile cu un continut ridicat de pirita in apropiere de zacamant. In minarea in exploatari de suprafata, cateodata este posibil sa se managerieze rocile reziduale selectiv, in functie de felul acestora, folosindu-se proprietatile geochimice ca si criteriu. Cartografierea geologica atenta si analize ulterioare folosind

Chapter 4

354 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

aschii de forare sunt mijloace de obtinere a informatiilor necesare pentru clasificare. Baza pe acest lucru, este posibil sa se separeu rocile reziduale generatoare ARD si cele non-generatoare ARD. Cerintele operationale si de scoatere din functiune pentru rocile reziduale depind de potentialul generator ARD net. Rocile reziduale care prezinta potential de a produce ARD vor necesita masuri de scoatere din functiune mai putin extensive decat rocile cu potential de generare ARD. Daca nu este aplicata manipularea selectiva a materialelor, intragul volum de roca reziduala ar trebui sa fie supus masurilor anti-ARD. Prin aplicarea manipularii selective, fractiile de roca reziduala generatoare ARD sunt mai usor de manageriat, datorita cantitatii mai mici (in comparatie cu cantitatea totala de roca reziduala). Managementul selectiv al rocii reziduale nu presupune o tehnologie avansata, doar rutine prompte pentru adunarea informatiilor si managemenul materialului potrivit rezultatelor. Rozile reziduale cu putin sulf pot indeplini criteriul pentru materiale de constructie si agregate, care face posibila inlocuirea aprovizionarii din cariera: Managemenul selecitv presupune costuri crescute in perioada operationala. La momentul inchiderii minei, totusi, costurile de recuperare poti fi reduse. Aplicabilitatea este data de geologie, metoda de minare si proprietatile geochimice ale fiecarui tip de roca reziduala. Cateva mine in intreaga lume practica managemenul selectiv al roci reziduale. Mina Boliden’s Aitik este un exemplu de aplicare la scara mare. Un alt exemplu de manipulare selectiva a materialelor este mina de aur Ridgeway din South carolina (SUA), unde materialul non-reactiv minat in prioada timpurie de exploatare a fost depozitat in halde si apoi procesat la sfarsitul vietii minei pentru a oferi o parte din capacul final al suprafeti de steril.. [120, Sawyer, 2002] 2.3.1.3 Optiuni de control Atunci cand reactiile de alterare nu pot fi prevenite (cum ar putea fi cazul perioadei operationale din viata minei), migratia ARD trebuie sa fie controlata. Metode care se concentreaza pe minimizarea transportului de produse alteratoare din depozir in mediu includ, de exemplu, devierea suprafetei de apa neafectata, colactarea suprafetei de apa afectata si controlul fluxului subteran. Minimizarea infiltratiilor in depozit este adesea atinsa de simple paturi. Alte metode de control, cum poate fi vazut in tabelul urmator, sunt amestecarea si adaugarea de minerale tampon.

Metoda de control Principiu folosit Amestecarea Steril si roci reziduale adaugate, cu o capacitate

crescuta de amortizare a capacitatii de materiale potential producatoare ARD, pH-ul putant fi mentinut la un nivel neutru

Adaugarea de minerale tampon (calcar) Adaugarea de capatitate tampon materialelor potential producatoare ARD, pH-ul putant fi mentinut la un nivel neutru

Compactarea si sigilarea Prin combinarea compactarii si sigilarii stratului de protectie, generarea ARD este minimizata, iar scurgerile necontrolate in pamant evitate (vezi Capitolul 2.5.14.4)

Table 0.8: Metode de control ARD si principii pe care se bazeaza functionarea acestora

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 355

2.3.1.3.1 Adaugarea de materiale tampon Adaugarea de materiale tampon (expl: calcar) este practicata, in mod normal, inainte de aplicarea unui covor uscat. Acest lucru ajuta la imobilizarea produselor alterabile disponibile la momentul scoaterii din functiune a site-ului. In mod teoretic, este posibila folosirea acestei tehnici ca metoda de scoatere din functiune, deoarece adaugarea unei cantitati suficiente de material tampon va intarzia sau chiar va elimina scaderea nivelului hP-ului si producerea ARD. Totusi, pentru a asigura un efect tampon pe o perioada de timp asa mare intr-un depozit cu potential de generare ARD sunt necesare cantitati mari de materiale tampon, ce vor trebui aduse la fata locului cu un cost prohibitiv de ridicat. [100, Eriksson, 2002] Aceasta „amestecare” este fezabila numai daca materialul tampon este deja disponibil la fata locului si, de preferat, parte a sterilului generate la fata loclui. In caz contrar, costurile de transport vor fi prea mari. 2.3.1.4 Optiuni de tratare In timpul fazei operationale a unei mine, sau acolo unde minimizarea ratei de oxidare a sulfurilor nu este satisfacuta, poate fi necesara colectarea si tratarea scurgerilor inainte de a ajunge in mediu. Aceasta ar putea fi facuta fie prin tratament pasiv (mlastini sau canale anoxice de calcar, fie prin tratament activ, in statiile de tratare a apei (var stins, proces HDS, etc.). la inchidere, poate fi necesat sa se trateze scurgerile chiar dupa asezarea unei paturi de protectie, pana cand impactul eliberarii crurgerilor rezultate asupra mediului poate fi privit drept acceptabil. Tehnicile de tratare a efluentilor sunt descrise in Capitolul 2.5.15. 2.3.1.5 Luarea deciziei de inchidere a site-urilor generatoare ARD In ultima perioada eu fost elaborate diferite ghiduri pentru proiectarea inchiderii unei minei (expl: MIRO, 1999, “A technical framework for mine closure planning”, Mineral Industry Research Organisation, Technical Review Series No. 20 ). Urmatoarea figura prezinta una dintre structurile decizionale folosita in literatura pentru planificarea inchiderii unui depozit de steril si roci reziduale potential generatoare ARD.

Chapter 4

356 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 0.9: Structura decizionala pentru inchiderea unei facilitati de management al sterilului si rocilor reziduale potential generatoare ARD [20, Eriksson, 2002] In functie de caracteristicile mineralogice, fizice, chimice si biologice, oxidarea sulfurilor poate dura o perioada indelungata de timp. Acest lucru este luat in considerare atunci cand se proiecteaza instalatiea de management pentru steril si roci reziduale potential generatoare ARD. 2.3.1.6 Managementul ARD la o unitate de procesare de talc Acest subiect nu este relevant pentru industria minerala, cu exceptia depozitelor de talc din Finlanda. In aceste cazuri specifice, exista o fractiune generatoare ARD a rocilor reziduale, constand in sist negru. Rocile reziduale cu un continut normal de carbonati nu genereaza ARD. Pentru a preveni sau reduce generarea ARD in acest caz, sunt folosite urmatoarele tehnici: Management selectiv al rocilor generatoare si non-generatoare ARD Rocile reziduale sunt carbonati cu un continut de magnezit de talc de calitate redusa sau sist negru. Sistul negru contine minerale generatoare ARD (sulfuri). In constructia haldelor de roci reziduale, rocile reziduale ARD sunt inconjurate de roca de carbonat, care anihileaza ARD-ul sistului negru.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 357

Haldele de roci reziduale trebuie proiectate cu o imagine pe termen lung, pentru a manageria ARD pe cat posibil cu cel mai reduse costuri. Reducerea infiltratiilor In timpul constructiei haldelor pentru roci reziduale, pantele sunt domolite si acoperite cu morena locala. Acest lucru reduce eroziunea si suporta cresterea vegetatiei. Aplicarea unui covor de morena cu o colectare a scurgerilor bine proiectata si vegetatie previne cea mai mare parte din ploi si topirea zapezilor (75%) sa curga in interiorul haldei de roci reziduale. Apa de infiltratie venita din interiorul haldei este colectata si tratata cu calcar daca are un continut acidic si bogat in metale. Reducerea generarii ARD in bazinele de steril In timpul fazei operationale a bazinelor de steril, majoritatea sterilului sunt acoperite de apa, astfel incat mineralele generatoare ARD (sulfurile) se gasesc, in mod normal, in conditii ne-oxidabile si, prin urmare, doar o cantitate limitata de scurgeri acide este generata. Sedimentele de steril sunt, in principal, formate din magnezit (carbonat de Mg), care este un mineral tampon ce formenaza un mediu non-ARD in interiorul bazinului. Totusi, in anumite operatiuni, steril cu un continut de sulfuri din vechi mine de cupru sunt sub straturile de magnezit prezente. Straturile ce contin sulfuri sunt proiectate sa ramana in contidii stabile supa inchiderea operatiunilor prin acoperirea bazinului de steril cu o patura uscata de morena locala. Ploaia si apa provenita din topirea zapezilor sunt colectate la vechiu bazin pentru a tine nivelul apei indeajuns de sus incat sa previna oxidarea vechilor steril sulfuroase. Apa de scurgere din bazinele de steril este colectata pentru a fi tratata in afara suprafetei bazinului cu tehnologie cu calcar sau prin inmlastinire. Tehnologia de colectare in tratamentul apelor de infiltrare din bazinele de steril sau haldele de roci reziduale In tehnologia de inmlastinire (vezi Capitolul 2.5.15.5), apele de infiltrare sunt colectate intr-o zona mlastinoasa construita intr-un vechi bazin sau intr-o mlastina naturala din apropierea operatiunilor. Folosind matreriale de constructie neutralizatoare (roci de carbonati) si vegetatia naturala specifica, metalele din apele de infiltrare sunt precipitate, apele curate fiind directionate catre raurile/lacurile locale. [131, IMA, 2003] 2.5.6 Tehnici pentru reducerea consumului de reactiv Se depun eforturi pentru a reduce cantitatea de reactivi adaugati. Acest lucru aduce avantaje din punct de vedere economic si ecologic. In multe cazuri, alimentarea cu minereu este monitorizata constant in vederea determinarii compozitiei sale chimice, care apoi permite ca adaugarea de reactiv sa fie reglata automat la valorile optime. In general, in masura in care este fezabil din punct de vedere tehnic si economic, utilizarea de substante chimice biodegradabile este de dorit. De obicei, reactivii nu pot fi reciclati deoarece sunt strans legati de suprafata particulelor [131, IMA, 2003]. 2.5.6.1 Controlul procesului bazat pe computer Controlul procesului bazat pe computer este un factor-cheie pentru a optimiza recuperarea in procesarea minerala, precum si consumul de reactiv. S-a constatat ca reducerile consumului de reactiv au atins un nivel de pana la 30 % dupa introducerea sistemelor de control al procesului. Prin aplicarea acestui control, toata informatia relevanta referitorare la proces este colectata intr-un sistem computerizat si este afisata pe monitoare in camere de control si in alte locuri strategice. Acesta poate fi un sistem complet computerizat, prin care dozajul substantelor chimice sa fie controlat in mod automat sau un sistem semi-computerizat, in care operatorii sa execute modificarile in dozajul substantelor chimice cu ajutorul informatiei afisate de computere.

Chapter 4

358 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Avantaje: • Este posibil un nivel ridicat de control al procesului, ceea ce permite optimizarea utilizarii de

reactiv • Reglarile procesului sunt usor de efectuat. Dezavantaje: • Instalare scumpa • Necesita un nivel ridicat de cunostinte de PC din partea operatorilor. In procesul de flotatie este necesar sa se analizeze produsele in mod regulat, astfel incat ajustarile reactivilor sa fie foarte precise. Pe piata sunt disponibile unele analize on-line, dar pana acum nici una nu a fost aplicata eficient in sectorul Mineralelor Industriale. [131, IMA, 2003] Succesul procesului de flotatie se bazeaza pe folosirea corecta a setului ales de substante chimice. Orice reducere a substantelor chimice prescrise poate afecta in mod considerabil rezultatele financiare ale productiei. Cu toate acestea, este de asemenea necesar ca folosirea de substante chimice sa fie mentinuta in limite minime, din motive economice si ecologice. Pentru a reazliza acest lucru, de multe ori calitatea minereului este masurata frecvent sau chiar constant, astfel incat adaugarea de reactiv sa poata fi reglata corespunzator. Tehnologii mai noi in acest domeniu sunt camerele care monitorizeaza spuma de pe celulele de flotatie on-line. Impreuna cu sisteme experte, acest lucru duce la o optimizare a conditiilor procesului si astfel la rate mai ridicate de recuperare si la o utilizare mai avantajoasa a reactivilor [69, Nguyen, 2002]. 2.5.6.2 Strategii operationale pentru minimalizarea adaosului de cianura Urmatoarele strategii operationale sunt aplicate pentru a minimaliza adaosul de cianura: • Introducerea de pasi pentru a reduce consumul de cianura prin alti componenti precum minerale

cuprice, pseudomorfoza de pirita, etc. • Incercarea de a retine cianura in circuit, mai degraba decat a o descarca in bazinul de steril. Acest

lucru se poate realiza prin spalarea sterilelor, in cazurile in care acest lucru este practic • Aplicarea unui control strict al admisiilor de apa in circuit, pentru a reduce necesitatea de a

elimina solutia pentru a pastra un echilibru al apei. In climate aride sunt posibile instalatii fara capacitate de descarcare.

• Utilizarea unei monitorizari atente a concentratiei de cianura in proces si in steril, pentru a pastra adaosul de cianura in limite minime. Unele depozite au instalat sisteme de analiza on-line (de exemplu control automat al cianurii, vezi mai jos). Aceste instrumente pot fi combinate cu instrumente de dozare automata a reactivilor

• Imbunatatirea aerarii in lesie si/sau adaugarea de oxigen sau alti oxidanti pentru a obtine o rata maxima de dizolvare

• Aplicarea unei pre-aerari (de exemplu prin folosirea de peroxid de hidrogen, vezi mai jos) a namolului de minereu inainte de cianurare pentru a oxida componentii consumatoare de cianura, care apoi pot fi ingrosati si indepartati din proces [24, British Columbia CN guide, 1992]

• Folosirea separarii prin gravitatie, daca este posibil, si a lesierii concentratului din acest proces. Concentrarea gravitationala poate fi aplicata in zilele noastre pana la o dimensiune a granulei de 30 µm.

2.5.6.2.1 Controlul automat al cianurii

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 359

Pana acum aproximativ un deceniu, se practica in mod uzual ca cianura sa fie dozata numai manual in circuitul de cianurare prin reglarea unei supape, avand ca rezultat faptul ca adeseori avea loc supradozare, ducand la pierderi de CN. O valoare tipica pentru pierderea de cianura era de 10 %, insa erau posibile valori de pana la 30 %. Metoda manuala are in plus si dezavantajul ca se preleveaza probe numai o data la cateva ore, ceea ce inseamna ca poate sa treaca un timp indelungat inainte ca reglarea dorita sa poata fi efectuata. De asemenea, proba prelevata este filtrata manual si apoi titrata manual, folosind nitrat de argint, masurand punctul optic extrem, dar acest lucru inseamnand ca rezultatul ar putea fi eronat, din moment ce depinde de operator. Odata cu introducerea tehnologiilor de detoxifiere automata a cianurii, este posibila prelevarea de probe la aprox. fiecare 5 - 15 min, si reglarea automata si prompta a concentratiei de cianura aproape de valoarea dorita. In acest fel, este adesea posibila economisirea de pana la 10 – 20 % a cianurii, in comparatie cu operatia manuala, atingande-se aceeasi obtinere de aur. Multe mine de aur mici folosesc inca dozarea manuala, avand in vedere ca un anumit consum critic sau prag de cianura de aproximativ 500 t NaCN pe an este necesara pentru viabilitatea economica. Insa daca se trece de acest prag, in cele mai multe cazuri este mai economic pentru operator sa aplice aceasta tehnica. Pe scurt, avantajele acestei tehnici sunt: • Economisirea de CN • Costuri reduse pentru distrugerea CN. Rio Narcea (El Valle operation) foloseste controlul automat al cianurii. Costurile pentru un asemenea sistem automat sunt de circa EUR 100000, dar depind de dimenziunea operatiei. 2.5.6.2.2 Pretratarea peroxidului Desi nu se aplica in toate cazurile, multe minereuri au proprietati foarte reductive cand se afla in pulpa (adesea, dar nu intotdeauna minereuri sulfidice), astfel incat aerarea sau oxigenarea standard ar putea fi insuficienta pentru a asigura suficient oxigen dizolvat si/sau proprietati oxidative pentru oxidarea aurului. Acest lucru este necesar in cianurare, avand in vedere ca, in caz contrar, aurul nu poate fi lesiat folosind cianura, sau acest lucru se poate desfasura numai extrem de incet. Daca aerarea este efectuata folosind peroxid de hidrogen (H2O2) in loc de aer sau oxigen, obtinerea aurului poate fi marita. Un efect secundar pozitiv este un consum redus de cianura, din moment ce se consuma mai putina cianura de catre sulfuri. Aceasta tehnica se aplica in general la minereurile care contin sulfuri. Cu totate acestea, este necesar un test-studiu mineralogic detaliat la scara de laborator pentru a determina ce minereu este potrivit pentru acest tratament. Consumul de peroxid de hidrogen este adesea c. din 1 kg H2O2 pe tona de minereu tratat. Costul H2O2 este de circa EUR 600 pe tona de (70 %) H2O2. Costurile generale pentru statia de tratare sunt de circa EUR 100000, dar variaza mult in functie de debit, de consumul de peroxid de hidrogen si de mineralogia minereului. 2.5.6.3 Pre-sortarea

Chapter 4

360 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Prin intermediul presortarii, alimentarea fie manuala (cu ochiul liber), fie prin sortare optica a statiei de procesare minerala, este posibil ca anumite fractiuni care nu sunt potrivite pentru continuarea procesarii sa fie indepartate. Aceste practici de baza sunt adesea aplicate in industria mineralelor industriale. Pe deasupra, aceste tehnici nu au nici un impact asupra mediului si pot sa fie necostisitoare. Pentru folosirea fractiunilor indepartate, acestea pot fi utilizate pentru construirea narajelor de steril sau drept materiale de constructie. Alegerea intre sortarea manuala sic cea optica depinde de proprietatile minereului. 2.5.7 Prevenirea eroziunii prin apa Eroziunea prin apa a depozitelor de steril sau sedimente miniere in timpul fazei operationale pot fi evitate prin folosirea urmatoarelor tehnici: • acoperirea suprafetelor in panta ale barajelor cu un strat protector precum un strat de pietris,

pamant si iarba, un strat geo-textil si iarba, sau o forma de strat sintetic • impregnarea stratului de la suprafata al sterilelor cu o substanta chimica care poate retine apa sau

care poate duce la legarea particulelor, cum ar fi un compus de silice, ciment, bitum sau bentonita • folosind proprietatile chimice ale sterilelor, cum ar fi cele care contin sulfuri, pentru a ajuta la

legarea particulelor. 2.5.8 Prevenirea formarii prafului Urmatorul tabel indica modalitatile prin care sterilul solide sunt eliminate din baraje sau halde si cateva optiuni pentru prevenire.

Sterilul solidepot fi dispersate prin: Prevenire: Eroziunea prin vant a suprafetelor barajului: Coama barajului/a haldei pantele barajelor/a haldelor suprafata plajelor

coama si pantele barajului pot fi tratate impotriva eroziunii prin apa

e posibil ca suprafata sa necesite bariere impotriva vantului, stropiri cu apa, aplicarea de material liant, de ex. stropirea cu emulsie bituminoasa [8, ICOLD, 1996], mulci pentru suprafata [11, EPA, 1995], steril de calcar

in cazuri extreme, poate fi necesar ca sterilul sa fie depozitate sub apa

vegetatie de suprafata, fie plutitoare, fie in zone inactive

schimbarea frecventa a punctelor de descarcare in jurul perimetrului pentru a obtine o suprafata udata constant [11, EPA, 1995].

Table 0.6: Dispersia prin eroziunea vantului a sterilelor solide din statiile de management al sterilelor si sedimente miniere si optiuni de prevenire 2.5.8.1 Plajele Pentru a minimaliza producerea de praf din plaje, suprafata este pastrata de obicei uda. De exemplu stropirea cu apa se aplica pe slamul rosu, dar cand producerea de praf este iminenta. Aceasta masura este mai putin costisitoare decat folosirea de vegetatie in stare de putrefactie cum ar fi fan pe suprafata de slam rosu. Straturile acoperitoare, cum ar fi fanul, ingreuneaza maturarea optima a depozitelor de slam rosu. La Aughinish, aspersoare sunt distribuite pe toata suprafata TMF si sunt ridicate cu nivelul reziduurilor. Un astfel de sistem poate fi aplicat numai in cazul in care reziduurile pot fi accesate de vehicule, adica pentru reziduuri ingrosate.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 361

Stropirea plajei in combinatie cu managementul continuu al punctului de descarcare al sterilului pe plaja este satisfacator, in mod normal. Stropirea se aplica adesea in operatiile cu reziduuri decantate. Avantaje: • apa din TMF poate fi utilizata • nu este scump. Dezavantaje: • probleme in climate reci din cauze inghetului • implica munca intensiva. O alta metoda de evitare a producerii prafului este acoperirea plajei cu un material care nu produce praf precum startul superior al solului, compusi ligninici, paie sau bitum. Aceasta metoda este practica numai cand plajele sunt ridicate in etape si nu in mod continuu. Plaja trebuie sa fie suficient de stabila pentru ca masini sa poate functiona pe ea pentru a intinde materialul, altfel sunt necesare metode alternative, scumpe precum folosirea elicopterelor pentru a amplasa materialul. Aplicarea de straturi acoperitoare vegetale, precum as scoarta de copac sau fan, poate fi foarte efectiva dar acestea inhiba maturarea depozitelor de reziduuri. Tehnologia de aplicare a acestora pe reziduuri foarte moi dar in curs de maturare este foarte costisitoare din puncat de vedere al dezvoltarii si operarii. Avantaje: • odata ce materialul este asezat la locul sau, problema prafului este rezolvata pentru o lunga

perioada. Dezavantaje: • Plajele nu pot fi ridicate in mod continuu • e posibil sa fie nevoie ca materialul care nu produce praf sa fie indepartat cand se ridica barajul • Plaja trebuie sa fie suficient de stabila pentru ca masinile sa poatea functiona pe ea pentru a

imprastia materialul. [118, Zinkgruvan, 2003] La bazinul de steril din bazinul de cupru Legnica-Glogow, nivelul apei din bazinul de steril este mentinut la o distanta de cel putin 200 m de coama barajului. Plaja reprezinta o sursa considerabila de emisii de praf, in special in zilele cu vant. Penru a reduce acest praf, pe coama este instalata o „cortina“ de apa. Suplimentar, pentru a stabiliza suprafata in portiunile care sunt uscate temporar, dintr-un elicopter se stropeste o emulsie de asfalt. In prezent, sunt testate „cortine“ de apa suplimentare. Acestea sunt instalate in interiorul bazinului pe plaja la o distanta de 150 m, si sunt puse in functiune cand o portiune uscata (dupa indepartarea stratului acoperitor de asfalt) este utilizata pentru construirea barajului. La Pyhäsalmi, s-a folosit stropirea cu steril de calcar pentru a preveni eroziunea prin vant a particulelor fine ale reziduurilor. Stropirea s-a efectuat cu ajutorul echipamentului folosit initial in agricultura. Acesta consta intr-un tanc montat pe un tractor si intr-un sistem format dintr-o pompa si un frutun. Acest echipament poate sa disperseze sterilul de calcar in straturi mai mult sau mai putin egale in zonele dorite. In timp ce se usuca, calcarul formeaza un strat cu o suprafata dura, care se mentine in timpul perioadei uscate de vara. Aceasta tehnica, bazata pe inspectii vizuale, a redus in mod semnificativ efectele producerii de praf. Cu toate acestea, nu exista informatii sigure care sa demonstreze beneficiile dobandite. Trebuie avut in vedere faptul ca la Pyhäsalmi, stropirea cu steril de calcar este efectuata numai in scopul de a preveni mecanic si fizic producerea de praf si nu pentru a preveni alte activitati chimice (adica neutralizarea of ARD). Cu un echipament mai bun, rezultatul ar putea fi mai omogen si mai

Chapter 4

362 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

eficient. Costurile acestei tehnici au fost de circa EUR 1500/ha, ceea ce este relativ mult, avand in vedere zona necesara (5 – 6 ha) si necesitatea de a stropi in fiecare an (primavara). O alta metoda de a reduce/preveni praful este utilizarea schimbarii frecvente a punctelor de descarcare in jurul perimetrului pentru a obtine o suprafata udata constant [11, EPA, 1995] sau pentru a pastra in mod constant apa reziduala acoperita 2.5.8.2 Pantele Un mod de a preveni aparitia prafului de pe pantele barajului este de a le acoperi cu sedimente miniere zdrobit. Avantaje: • nu este scump daca in urma functionarii se produceun exces de sedimente miniere • stabilitatea barajului va creste odata cu greutatea suplimentara a sedimentelor miniere. Dezavantaje: • costuri suplimentare pentru zdrobire si amplasare.

[118, Zinkgruvan, 2003] 2.5.8.3 Transport Sterilul si sedimente miniere sunt de obicei transportate prin conducte (numai sterilul transformate in mal), benzi rulante sau camioane. Daca transportul (sterilelor trasnformate in mal) se efectueaza prin conducte, nu au loc emisii de praf. 2.5.8.3.1 Banda rulanta Urmatorul tabel indica mai multe abordari pentru reducerea emisiilor de praf dintr-o operatie potasica in care reziduurile sunt transportate (pe benzi rulante) si descarcate pe halde.

Tipul abordarii Metoda de reducere Abordari primare • alegerea utilajului de procesare a mineralelor care

genereaza cat mai putine particule mici • stropirea reziduurilor

Organizatorice • procesare continua • reducerea distantelor de transportare • intretinerea surselor posibile de emisii de zgomot • logistica zonelor de depozitare

Abordari secundare

Tehnice • utilizarea protectiei impotriva vantului (de ex. acoperirea benzii rulante)

• utilizarea inaltimilor cat mai mici de descarcare • banda rulanta transversal/revers • umezirea sterilelor solide

Abordari tertiare • Nu se descarca steril la viteze mari ale vantului

Tabelul 0.7: Abordari de reducere a prafului in transport La operatiile potasice germane, sterilul uscat solid din separarea electrostatica sunt umezite in spatii inchise. Sterilul sunt transportate pe benzi rulante si sunt depozitate avand un continut de umezeala de circa 5 – 6 %. Acest lucru duce la emisii scazute de praf, datorita recristalizarii stratului de suprafata. Singura poluare atmosferica care are loc este praful salin, provenind de la depozitarea sterilelor in

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 363

varful haldei de steril, in special cand se descarca de pe o banda rulanta pe halda in timp ce vantul este foarte puternic. De aceea, pentru a evita acest lucru, depozitarea este oprita automat daca viteza vantului depaseste o limita pre-stabilita. In ultimii ani, valorile maxime ale prafului detectate de mai multe statii de masurare a emisiilor (sistem de monitorizare si controlare a prafului) din jurul haldelor de steril au fost sub 60 mg/m2/zi. Statiile de transfer sunt in mod normal capsulate iar aerul este curatat in filtre [131, IMA, 2003]. 2.5.8.3.2 Camioane In mod curent sunt folosite mai multe metode de eliminare a prafului, incluzand: • stropirea lopetii/galetii incarcatorului la incarcare • stropirea galetii camionului • udarea soselelor; stropirea la descarcare • stropirea directa cu apa a camioanelor si/sau instalatii de stropire de-a lungul soselelor [131, IMA,

2003] • stabilirea unei limite de viteza de 30 km/h [142, Borges, 2003]. In cazul transporturilor concentrate, camioanele trebuie sa treaca adesea prin captatoare de apa pentu a-si curatata rotile, iar in unele cazuri extreme, camioanele sunt spalate inainte de parasirea statiei. La Rio Narcea, un numar de unitati de monitorizare a prafului au fost amplasate de-a lungul perimetrului statiei El Valle, informatiile fiind recuperate si analizate lunar. Acest sistem de monitorizare functioneaza in paralel cu programul existent de Sanatate si Siguranta a Muncii care deja include monitorizarea prafului prin probanti. 2.5.9 Tehnici de reducere a emisiilor de zgomot Cele mai comune surse pentru emisiile de zgomot sunt transportul, descarcarea si dispersarea, cand sunt folosite camioane si benzi rulante. La Zinkgruvan, aproximativ 0.5 milioane tone de sedimente miniere au fost asezate pe suprafata din apropierea vechii exploatari deschise, pentru ca sa functioneze ca o bariera impotriva zgomotului in partii de est a zonei industriale. In minele de carbune din zonele Ruhr si Saar, sunt transferate rampe si bancuri de lucru cat mai departe posibil in zona interioara a haldei, unde sunt protejate de faleze, pentru a minimaliza emisiile de praf si zgomot de la transportul de steril, de la operatii de descarcare si dispersare [79, DSK, 2002]. In unele cazuri, se creeaza mai intai o panta exterioara pentru a ascunde zgomotul, praful si miscarile masinilor de privirea vecinilor, pentru ca, de obicei, ceea ce nu se vede are un impact mai mic. Cu aceasta tehnica este necesar mai intai sa ne ocupam de exteriorul haldei in asa fel incat o sa se asigure o rapida crestere a vegetatiei, ceea ce poate actiona apoi ca o bariera adecvata impotriva zgomotului. Conform vecinilor, cel mai deranjant zgomot este sunetul de avertizare al bascularilor. [131, IMA, 2003] Aceasta tehnica este ilustrata in Figura 0.7. La minele germane de potasiu, procesarea si managementul sterilelor sunt efectuate in continuu. Transportul catre halda de steril se efectueaza prin folosirea de benzi rulante. Aceast metoda creeaza mai putin zgomot decat transportul cu camioane.

Chapter 4

364 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sistemele care funtioneaza in continuu nu sunt intotdeauna posibile sau practice. In managementul sedimente miniere, mai ales in cazul operatiilor mai mari, locatia punctelor de descarcare variaza atat de mult, incat transportul cu camionul este adesea singura solutie practica. Este necesara o intretinere adecvata a camioanelor pentru a mentine toate vehiculele in perfecta stare de functionare. Benzile transportoare sunt incapsulate in general [19, K+S, 2002]. 2.5.10 Restaurare/revegetare progresiva Restaurarea/revegetarea progresiva in timpul operatiei are urmatoarele avantaje:

• costurile se intind pe o perioada mai lunga de timp si pot fi recuperate din profitul minei • activitatile de inchidere pot fi integrate in activitatile zilnice ale minei • va rezulta o perioada mai scurta de implementare a inchiderii • programe de monitorzare sunt integrate in managementul obisnuit al mediului • tehnici de succes pot fi incorporate in planul final de inchidere • efectele negative asupra mediului sunt reduse. Restaurarea progresiva nu se poate practica daca intreaga zona functioneaza ca o singura unitate operationala. De exemplu, acesta poate fi cazul cand o statie vrea sa faciliteze maturarea si consolidarea sterilelor, in special daca se foloseste metoda amonte de ridicare a falezelor perimetrului/digurilor. Haldele sunt adesea revegetate progresiv, ceea ce ofera avantajul suplimentar ca se reduce eroziunea. De exemplu, la o mina finlandeza de talc, haldele de sedimente miniere si bazinurile de steril sunt acoperite progresiv de morena locala si sunt revegetate [131, IMA, 2003]. Cand sterilul sunt depozitate pe halde, halda poate fi construita in straturi orizontale. Aceasta permite operatorilor sa revendice imediat pantele finale pentru a preveni emisia de praf. Recultivarea/revegetarea se efectueaza conform utilizarii viitoare a zonei, vegetatiei existente in zona invecinata si nevoilor comunitatii locale. Scopul este ca o revegetare rapida cu seminte-pionier (iarba, tufisuri, copaci) sa previna cu succes emisia de praf si sa creeze biotopuri valoroase pentru diferite tipuri de fauna si flora, iar operatorul sa suporte costuri rezonabile. [131, IMA, 2003] Revegetarea continua care are loc deja in timpul operatiei poate fi accelerata prin diferite masuri:

• bascularea libera a sterilelor la o adancime de 2m in zona exterioara, pentru a asigura o buna formare a radacinilor

• amestecarea cu materii precum cenusa zburatoare de la centralele electrice, calcar si roca dolomit. In acest mod, se pot mari capacitatea de tamponare, abilitatea de a retine apa si capacitatea nutritiva

• aplicand un strat gros de 5 pana la 10 cm de pamant arabil. Pentru a asigura o vegetare rapida si de durata, aplicarea fie a unui strat gros de pamant (circa 1.8 m, daca proprietatile sterilelor cer acest lucru), fie un strat subtire de pamant (5 pana la 10 cm) sunt optiunile preferate. In majoritatea cazurilor, acest pamant este disponibil in cantitati suficiente. Acest pamant va ajuta la formarea radacinilor plantelor, iar tufisuri pot fi plantate direct pe steril. Acest lucru are avantajul ca o planta tanara se poate obisnui cu conditiile pamantului disponibil in materia sterilelor si astfel se ajunge la o formare naturala a radacinilor, care pot oferi suficienta umiditate plantei si in anotimpurile uscate

• aplicarea de ingrasaminte minerale pentru a compensa lipsa de nutrienti. Ingrasamintele organice contin nutrienti, care sunt legati organic, dar care sunt eliberati prin degradare microbiana. Suplimentar, acestia imbunatatesc structura terenului, activeaza organismele din pamant si maresc capacitatea de retentie a apei

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 365

• aplicarea de paie pe suprafata pentru a creste protectia impotriva conditiilor climaterice adverse, precum si pentru a imbogati humusul si pentru a imbunatati capacitatea de retinere de apa, in special in etapele de inceput ale vegetatiei. Materialele folosite pot fi paie sau fan, dar si rumegus

• in anotimpuri extrem de uscate, irigarea are loc numai in timpul noptii [79, DSK, 2002]

• adaugarea de materiale tratate corespunzator, precum namolul din canalul de ape uzate, scoarta de copac, steril organice si/sau cenusa cu o capacitate suficienta de tamponare si bogate in minerale, pentru a ajuta la pornirea revegetarii. Aceste materiale au fost testate cu succes in mai multe statii, cum ar fi Garpenberg si Falun. Este important ca sterilul precum namolul din canalul de ape uzate sau sterilul biologice sa fi folosite numai dupa ce au fost tratate corespunzator, pentru a asigura reducerea prezentei factorilor patogeni. Trebuie sa se asigure respectarea reglementarilor aplicabile la nivel de comunitate sau la nivel national pentru folosirea acestor steril. Daca se foloseste namol din canalul de ape uzate, trebuie avuta in vedere incarcatura de metale grele din namol.

In anumite zone muntoase, haldele sunt construite prin descarcarea de steril de pe o parte a dealului (vezi Figura 4.10 mai jos), la unghiul sau natural. In acest caz, revegetarea pantei nu poate avea loc inainte sa se finalizeze constructia haldei.

43

21

Figura 0.2: Exemplu de depozit pe deal [131, IMA, 2003] Figura 4.10 de mai sus arata cum, prin depozitare continua (stratul 1, acoperit de stratul 2, stratul 2 acoperit de stratul 3 si asa mai departe), pantele nu pot fi revegetate in timpul operatiei. Refacerea pantei haldei va fi costisitoare, astfel amprenta va creste in mod semnificativ pentru a asigura securitatea, a face posibila revegetarea, etc. O alta optiune este constructia depozitului in bancuri suficient de late pentru a permite refacerea pantei pe rand a cate unui banc. In acest mod, materialul va fi deja plasat cat de aproape posibil de locatia sa finala (vezi Figura 4.11).

Chapter 4

366 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 0.3: Exemplu de constructie alternativa a unui depozit pe deal In general, pentru a evita afectarea barajelor si a haldelor, revegetarea este efectuata in functie de stabilitatea barajelor si de aceea sunt proiectate si controlate de experti, deoarece vegetatia poate cauza probleme serioase de stabilitate (de ex. radacinile pot sa distruga constructia barajului). De asemenea, odata cu revegetarea, trebuie avuta in vedere posibilitatea monitorizarii, cum ar fi prin supraveghere, in orice moment. 2.5.11 Bilantul apei Completarea unei balante a apei detaliate este importanta pentru proiectarea oricarui bazin de steril, a unei mine sau pentru scenariul care urmeaza dupa exploatarea minei. Bilantul apei va determina de exemplu: • capacitatea de descarcare a bazinului • inaltimea de garda necesara (daca apa din bazin nu poate fi eliberata direct in recipient) • capacitatea ceruta de tratare a apei • daca este suficienta apa disponibila si de calitatea potrivita pentru procesele din mina • cum sa se procedeze cu apa in exces • cantitatea de apa care este pierduta de sistemul de manipulare (scurgere prin sedimentele miniere

si steril catre suprafata si catre apa freatica). Dupa incheiere, bilantul apei este evaluat pentru a incheia planurile, si pentru a evalua incarcatura masica din TMF. Unii componenti ai bilantului pentru un TMF sunt inclusi in Figura 0.4. Suplimentar, capacitatea de depozitare a apei de catre materialul de constructie a barajului este determinata. Urmatoarea figura indica o viziune transversala a barajului de steril si ilustreaza ciclul apei acestui tip de TMF.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 367

Figura 0.4: Ciclul apei in baraj Modificat din [11, EPA, 1995] La minele suedeze de minereu de fier, calcularea echilibrului apei se efectua pentru sistemul de baraje de steril. Aceasta acoperea: • precipitarea • scurgerile de suprafata • descarcarea apei din proces • redobandirea apei din proces • evaporarea • descarcarea in sistemul de rauri • scurgeri sub si prin baraj. Avand la baza echilibrul apei, fluxul estimat in apa freatica din sistemul de bazin de steril/baraj a putut fi calculat. Cu toate acestea, exista un anumit grad de nesiguranta asociata cu acest numar, din moment ce mai multi parametri nu pot fi masurati si astfel trebuie estimati. Alte exemple de echilibre de apa sunt indicate in Figura 3.25, Figura 3.26, Figura 3.27,, Figura 3.44. 2.5.12 Drenarea bazinelor La statia de la Ovacik, baza bazinului de steril si barajele au fost facute impermeabile cu ajutorul unui sistem de amestec de 50 cm de argila compactata, acoperit cu o geomembrana groasa de 1.5 mm din polietilen de densitate ridicata (HDPE), 20 cm de alta argila compactata si un strat-filtru de 20 cm de pietris. Aici conductele de drenaj se afla in stratul-filtru pentru a drena apa inspre decantor. Figura 4.13 arata alcatuirea sistemului de amestec. [56, Au group, 2002]

Solid tailings

Compacted clay layer

Pond bottom

HDPE Geomembrane

Drainage system

Composite liner system

Compacted clay layer

Gravel layer

Figura 0.5: Alcatuirea amestecului la Ovacik

Chapter 4

368 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

[56, Au group, 2002] Acest tip de sistem se aplica in bazine mici, impermeabile, in care apa de procesare este refolosita. Avantajul acestei alcatuiri este ca apa este filtrata cand ajunge la sistemul de drenare. Alternativa ar fi o zona mai mare de limpezire. Astfel, acest sistem poate reprezenta un mod de a reduce dimensiunea bazinului. Acest sistem poate fi preferat fata de un bazin special pentru limpezire sau fata de o suprafata mai mare a bazinului daca apa de procesare contine substante contaminante (de ex. cianura). Cu toate acestea, costurile unui asemenea sistem de drenare sunt mari. In cazul operatiei de la Ovacik, costurile pentru instalarea stratului HDPE au fost de EUR 7.5 /m2 (in anul 2001) pentru o suprafata de 16 ha Alte dezavantaje sunt faptul ca nu este posibila repararea sistemului de drenare daca se infunda si faptul ca amprenta redusa duce la baraje mai inalte. 2.5.13 Managementul apei libere Daca apa libera din bazin nu este descarcata direct in cursurile de apa naturala, va fi necesar sa se asigure depunerea in asa fel incat toata apa libera sa se intoarca la statie sau, in climatele aride, fierbinti, sa fie evaporata. Apa decantata poate fi pastrata intr-un bazin de limpezire sau recuperare in josul bazinului de steril si, in unele cazuri, trebuie sa fie tratata inainte de descarcarea in cursul natural de apa. 2.5.14 Managementul infiltratiilor Notiunile de baza ale fluxului infiltratiilor sunt descrise in Sectiunea 2.4.2.5. O premisa pentru proiectarea sistemelor de management al infiltratiilor este intelegerea profunda a fundalului hidrogeologic al locatiei. Acest lucru presupune in mod normal instalarea si monitorizarea de piezometre pentru a determina directiile de curgere, gradientii hidraulici si proprietatile acvifere. Avand in vedere aceste informatii, se pot lua decizii referitoare la masurile adecvate. Orice infiltratie prin baraj este colectata in santuri unde sunt monitorizate debitul si calitatea. Acelasi impiedica de obicei fluxul in sol. Daca infiltratiile in pamant (sau sub baraj) sunt de calitate buna, pot fi lasate sa patrunda in pamant. Daca nu este cazul, masurarea calitatii apei freatice si ridicarea si tratarea apei pot fi necesare. Abordarea de baza pentru a evita infiltratiile in pamant si in apa freatica este identificarea unei locatii adecvate pentru instalatie, adica una in care apa freatica curge in bazin, in loc sa curga afara din bazin; in acest caz conditiile hidraulice sunt indeplinite pentru a evita infiltrarea in apa freatica. Alte abordari practicate in managementul infiltratiilor in pamant sunt fie sa se incerce izolarea completa a pamantului folosind straturi sau o membrana sintetica sau o combinatie din ambele. In unele operatii, prezenta straturilor naturale de lut este suficienta sa previna in mod eficient infiltrarea in pamant. Straturile devin tot mai populare. Cu toate acestea, criticii invoca „efectul cazii de baie“ ca probleme care trebuie avute in vedere pe termen lung, insemnand ca straturile retin lichidele pentru o anumita perioada de timp dar la un moment dat acestea se vor revarsa. Capturarea infiltratiilor prin pompare este o alta optiune pentru controlarea emisiilor in apa freatica, presupunand ca este recunoscut ca ar putea exista un angajament de continuare a acestui lucru dupa ce barajul de steril se va inchide. Necesitatea pomparii dupa inchidere ar trebui deci revazuta in planul de reabilitare si inchidere.

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 369

2.5.14.1 Prevenirea si reducerea infiltratiilor Cea mai eficienta tehnica de prevenire a infiltratiilor in pamant este alegerea corecta a locatiei, adica intr-o zona de descarcare unde este diponibila o bariera hidraulica impermeabila sau unde exista conditiile geohidrologice care rezulta intr-un flux al apei freatice in bazin. De exemplu, zonele cu sedimente miniere sau bazinurile de steril ar putea fi construite in zone cu terenuri umede naturale unde solul este in mod natural impermeabil. Daca este necesara evitarea infiltratiilor in sol si nu exista nicio bariera naturala, fundul bazinului poate fi facut impermeabil cu ajutorul lutului sau cu alt material care sigileaza, astfel incat penetrarea apei sa fie mai mica de 10-8 m/s. In acest scop, materialul humos trebuie indepartat inainte de aplicarea straturilor. In unele cazuri, valorile de permeabilitate sunt mai mici de 10-8. [131, IMA, 2003] Sistemele de straturi sunt proiectate pentru a limita infiltratiile de lesie prin baza zonei de depozitare a sterilelor. Toate sistemele de straturi prezinta la un moment dat scurgeri; insa rata acestora depinde de: • Magnitudinea presiunii hidraulice de deasupra sistemului de straturi • grosimea si efectivitatea materialului sistemuui de straturi • durata aplicarii presiunii hidraulice asupra sistemului de straturi. Este important sa se aiba in vedere proprietatile hidro-geologice ale locatiei si caracteristicile geochimice ale sterilelor care trebuie administrate [11, EPA, 1995]. Folosirea sistemului de straturi este un subiect dezbatut adesea. Cel mai important avantaj al acestora este gradul mare de reducere a infiltratiilor. Cu toate acestea, criticii sustin ca nu este posibil sa se prevada cat timp vor functiona corect sistemul de straturi. O alternativa ar fi sa se rezolve infiltratiile de la inceputul utilizarii. Figura 4.14 indica tipuri disponibile de sisteme de straturi.

Chapter 4

370 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 0.6: Tipuri disponibile de sisteme de straturi [11, EPA, 1995]

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 371

Cu toate acestea, asa cum am mentionat in sectiunea anterioara, masuri de limitare a infiltratiilor in depozit pot fi preferate fata de straturile de la bazacu permeabilitate redusa cu gradienti hidraulici insotitori care provoaca transportul contaminantilor (asa-numitul efect al ’cazii de baie’) [13, Vick, ]. Un domeniu de aplicare pentru sistemul de straturi sunt bazinele in care: • apa de procesare s-ar infiltra altfel in sol (de ex. un bazin pe un teren plat, asa cum se vede in

Figura 2.4.2.5, fara bariera hidraulica), si • se doreste pastrarea apei de procesare in bazin in timpul operatiei, de ex.:

pentru a refolosi apa de procesare pentru ca apa este contaminata (de ex. CN) pentru a evita emisia de praf prin pastrarea plajelor saturate, si

• nu este necesar sa se asigure ca sterilul raman saturate cu apa dupa inchidere. Bazine temporare (numai in timpul operatiei) care contin solutie de procesare ‘purtatoare’ (incarcata cu aur) in lesierea CN si in lesiile haldei sunt de asemenea adesea straturi pentru a evita infiltratiile de solutiile incarcate cu CN in pamant, de multe ori cu sisteme duble de straturi. Un sistem de straturi incarcat este practic imposibil de reparat. Indepartarea materialului nu este practica. Perforarea pe suprafata afectata (presupunand ca se poate localiza!) si injectarea de bentonita sunt foarte dificile si costisitoare. Acurateatea este de asemenea o problema majora. Avand in vedere imposibilitatea repararii, alte posibilitati sunt santurile de TMF sau bariere hidraulice, dar si acestea sunt foarte scumpe, si, avand in vedere dimensiunea majoritatii bazinelor de steril, ar trebui sa fie niste constructii foarte mari. Adancimea acestora este de asemenea limitata, astfel, daca scurgerile ajung in roca de baza, aceste bariere ar avea un efect foarte scazut. Pomparea si tratarea scurgerilor ar fi o alta solutie posibila, dar ar fi foarte scumpa, si poate ar fi practica numai cand o mina este operationala, intrucat numai atunci tratarea ar fi disponibila local. Aceasta nu este o solutie pe termen lung, deoarece nu este durabila. Un alt aspect cheie este ca scurgerile sunt controlate in totalitate de presiunea hidraulica. Daca acesta este indepartat, atunci nu exista sau exista numai in cantitati neglijabile, scurgeri. Deci, drenarea sterilelor si decaparea acestora va reduce sau preveni formarea de presiune si, deci, de scurgeri. Aceasta este probabil cea mai practica solutie pentru problema scurgerilor intr-o locatie inchisa. Nu se poate garanta niciodata ca un sistem de straturi poate preveni toate scurgerile. Unele gauri sau defecte de constructie sunt inevitabile. Ceea ce face sistemul de straturi sa reduca scurgerile in asa masura incat mediul care le prieste sa poata face fata prin diluare si dispersie sau prin degradare. Cand se proiecteaza un strat TMF, este necesar sa se aiba in vedere posibilitatea aparitiei scurgerilor si sa se confirme ca valorile scazute ale scurgerilor (in cadrul factorilor industriali standard pentru defecte de constructie in sisteme de straturi) nu vor duce la o poluare semnificativa a mediului. Altfel, o anumita forma de indiguire secundara (sau un strat de colectare a scurgerilor) este de dorit (de ex. lut, turba, bentonita, etc.). In multe cazuri, sterilul sunt atat de fine incat, in urma consolidarii, au o permeabilitate similara cu cea a unui strat mineral. Asta inseamna ca indiguirea secundara vine dinauntru. Este mai bine daca sterilul sunt drenate. Consolidarea poate dura multi ani de la incarcare si pana cand sterilul sunt la o adancime suficienta si/sau drenate. In acest caz, sistemele de straturi sintetice asigura indiguirea principala pana la consolidarea sterilelor. Apoi, sterilul tind sa fie bariera care controleaza. Astfel, durata de viata pe termen lung a sinteticelor este mai putin importanta. 2.5.14.2 Controlul infiltratiilor Pot fi luate in considerare doua tipuri de masuri de control, si anume: • Bariere pentru infiltratii si • Sisteme de retur.

Chapter 4

372 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Barierele pentru infiltratii servesc pentru prevenirea infiltratiilor in pamant si includ transee de drenare, pereti de slam si perdele de injectii. Cu toate acestea, trebuie avute in vedere posibilele dezavantaje ale acestor masuri in privinta stabilitatii barajului de steril. In unele cazuri, poate fi mai adecvata instalarea de sisteme de retur in locul barierelor pentru infiltratii. Sistemele de retur colecteaza mai degraba, decat sa impiedice, fluxul infiltratiilor, astfel apa infiltratiilor poate fi retinuta pentru tratare sau pentru a fi evacuata astfel incat sa nu dauneze mediului. Sistemul de retur ar putea sa fie format din santuri si puturi colectoare. Avantajele si limitarile masurilor de control al infiltratiilor sunt redate in Tabelul 4.11.

Masuri de

control al infiltratiil

or

Tip Avantaje Limitari

Transeu de drenare

Ieftin; instalatiile pot fi controlate usor.

Nu e practic pentru fundatiile saturate ale barierelor; efectiv numai pentru straturi permeabile superficiale.

Pereti de slam

O bariera de permeabilitate redusa poate fi construita.

Costuri ridicate; nu este adecvat pentru terenuri abrupte sau terenuri cu bolovani; este necesara o limita inferioara impermeabila.

Bariere infiltratii

Perdele de injectii

Bariere pot fi construite la adancimi mari; nefiind afectate de topografia locatiei

Costuri ridicate; efectivitate limitata datorita permeabilitatii zonei subtiri de separare; stratul subtire de ciment este practic numai pentru soluri brute cu o gama larga de roci.

Santuri colectoare

Ieftin; potrivite pentru orice tip de baraj

Efectiv pentru straturi permeabile superficiale, dar totusi avantajos in alte cazuri.

Sisteme de retur

Puturi colectoare

O adancime mai mare este posibila; folositoare ca masura de remediere

Scump; efectivitatea depinde de caracteristicile acvifere locale.

Tabel 0.8: Privire de ansamblu asupra masurilor de control al infiltratiilor Trebuie avut in vedere ca, in realitate, controlul infiltratiilor la fata locului implica adesea o combinatie a metodelor amintite mai sus. De asemenea, pe langa bariere, care sunt construite numai pentru controlarea transportului de infiltratii, tratarea substantelor contaminante din infiltratii este posibila prin anumite bariere de reactivi. 2.5.14.3 Halde de steril din minele de potasiu La haldele de steril din minele de potasiu, permeabilitatea apei solului trebuie sa fie determinata in functie de fiecare caz (conditii de baza). In cele mai multe cazuri, componentii solului vor fi suficient de impermeabile pentru a preveni contaminarea apei freatice. In caz contrar, solul de sub haldele de steril din potasiu poate fi izolat, de exemplu prin imbunatatirea solului natural prin adaugarea de pana la 4 % lut. Lutul este macinat in solul natural, iar amestecul este distribuit si comprimat pentru a deveni impermeabil. Dupa tratare, coeficientul de permeabilitate este controlat si daca este insuficient, procedeul se aplica din nou. Fundatia al haldelor din afara zonei centrale impermeabile este din sistem de straturi, iar solutiile sunt colectate. Este necesara o experienta lunga in formarea haldelor de sterilele de potasiu pentru a putea aplica metodele adecvate de management al sterilelor. De exemplu, folosirea sistemului de straturi argiloase

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 373

sub halda poate duce la probleme de stabilitate. Pentru extinderea unei halde de steril in zona Fulda din Germania, autoritatile au cerut ca solul sa fie izolat cu un sistem de straturi argiloase artificial de 0,6 m. In timp ce halda se extindea peste acest sol izolat, s-a observat in asa masura o miscare rapida a acelei parti a haldei de deasupra stratului argilos, incat siguranta angajatilor din varful si din fata haldei a fost amenintata si operatia a trebuit sa fie oprita. O investigatie a dezvaluit ca orice material cu o rezistenta redusa de rupere la forfecare nu trebuie folosit pentru izolarea solului de sub haldele de steril de potasiu. [19, K+S, 2002] 2.5.14.4 Haldele de steril din minele de carbuni In Ruhr, Saar si Ibbenbüren exista steril de carbune care au fost evacuate in halde in straturi. Grosimea straturilor este cuprinsa intre 0,5 si 4,0 m. Compactarea este obtinuta prin rularea rotilor camioanelor si prin role de vibratie pentru a reduce cat mai mult posibil penetrarea de oxigen sau precipitarea in corpul haldei si, astfel, pentru a minimaliza generarea de ARD prin oxidarea piritei. Principiul ridicarii unei halde de steril este ilustrat in Figura 4.15, care arata patru pasi de constructie in cadrul fazelor de dispersare. Primul pas este construirea unui zid exterior, care este revegetat imediat, si care serveste drept scut pentru depozitarile ulterioare de steril in zona interioara.

Chapter 4

374 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Principle of erecting mine dumps

Dumping and landscapingof outer dump area as shieldembankment up to 1st bench

Planting/seedingof outer slope

1 2

+24

+16

+8

+28

+12

10

Base liner/ground seal<1 × 10 -8 m/s

Applying 5 – 10 cm layer of soilsuitable for cultivating/growing

Further construction

23

4

3 4

Filling of inner areaup to 4 m below crest of

shield embankment

+20

Erecting and seeding/planting of shield embankment up to next bench;afterwards filling of inner area

Figura 0.7: Schita a constructiei unei halde de steril in zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren [79, DSK, 2002]

Capitolul 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 375

Se stie de pe urma investigatiilor, ca apa de infiltratie din haldele de steril de carbune poate contine elemente dizolvate. Rezultatele acestor teste au demonstrat ca se poate elimina prin spalare clorura, iar nivelul de sulfat, calciu si and magneziu poate creste datorita oxidarii piritei. Generarea de ARD este posibila. Cand acest lucru se intampla, valorile pH-ului in scadere si capacitatea de tamponare in cadere a materialului de steril sau a stratului acvifer poate duce la mobilizarea microelementelor din halde. In consecinta, protejarea apei freatice este principalul motiv de ingrijorare din punct de vedere ecologic cand se construieste si se foloseste o halda. Exista patru masuri principale care sunt folosite pentru a proteja apa freatica de posibile ape reziduale din halda (Figura 4.10 de mai jos). Solutii specifice sunt alese in functie de circumstantele proprii asezarii, de exemplu pot fi selectate masuri singulare sau o combinatie de diferite masuri. S-a descoperit recent ca o halda de steril mai vechi se „autocompactase“ in asa masura incat interiorul haldei era absolut uscat. [79, DSK, 2002] In Ruhr, Saar si Ibbenbüren, sterilul de carbune sunt un amestec de siliciu si lut. Cu timpul, acest amestec tinde sa se compacteze mai mult. Continutul de siliciu face ca udarea lutului sa nu provoace probleme de stabilitate a pantei. Scurgerile de suprafata si infiltratiile sterilelor sunt colectate si indreptate spre apele de suprafata primitoare.

Chapter 4

376July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

1 : 3 1 : 3 1 : 3 1 : 3

Kf < 10-8m/s_

Kf > 10-8m/s Kf < 10-8m/s_

Kf > 10-8m/s

humus layer

1 : 3 1 : 3

Kf < 10-8m/s_

1 : 3 1 : 3

Kf < 10-8m/s_

Kf >> 10-8m/s Kf >> 10-8m/sgroundwaterwell

Case 1: impermeable subsoil Case 2: ground seal/base liner

Case 3: downstream polder Case 4: ring drainage

Measures for avoiding negative effects onground water and drainage system

humus layer

humus layer

drainage

humus layer

groundwater

Figura 0.8: Proiectarea unei halde de steril – optiuni pentru evitarea efectelor negative asupra solului si sistemului de apa de suprafata [79, DSK, 2002]

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 377

2.5.15 Tehnici pentru reducerea emisiilor in apa 2.5.15.1 Refolosirea apei de procesare O abordare pentru reducerea emisiilor in apa este refolosirea apei de procesare. Aceasta metoda a fost aplicata cu succes la mai multe locatii. Numai surplusul, care nu poate fi refolosit, de exemplu din cauza • zapezii topite • saturatiei cu sare care contine magneziu (in cazul minelor de potasiu) [19, K+S, 2002]

este fie, pentru anumite mine de potasiu, pompat in puturi adanci, fie descarcat in ape de suprafata. Refolosirea apei de procesare poate fi imposibila, daca acumularea de reactivi/componenti interfereaza cu procesarea minerala (de ex. sulfat de calciu in apa care poate duce la blocaje in conducte). 2.5.15.2 Spalarea sterilelor Reactivii din flotatia silicatilor sunt absorbiti foarte puternic de particulele de silicat. Cu toate acestea, sterilul din flotatie sunt spalate cu apa de procesare limpezita pentru a lega posibili reactivi liberi. Sterilul care contin componenti de silicat leaga reactivii liberi reziduali prezenti in apa evacuata. Astfel, un proces ulterior de drenare duce la o apa limpede si lipsita de reactivi, care poate fi descarcata apoi intr-un recipient sau reciclata in proces. [131, IMA, 2003] 2.5.15.3 Tratarea metalelor dizolvate Capacitatea de absorbtie a sterilelor macinate fin are un efect de curatare asupra apei care contine metale dizolvate (de ex. cea care provine din mina, sau apa de drenare din gropile de steril sedimente miniere). Astfel, apa de mina este adaugata in fluxul sterilelor, metalele dizolvate tinzand sa se ataseze de suprafata minerala. Metalele absorite de suprafetele minerale vor fi pastrate in acea forma atat timp cat valorile pH-ului sunt favorabile (de ex. >7 pentru zinc, >5 pentru cupru). Pentru a asigura un bun contact intre metalele dizolvate si suprafetele particulelro sterilelor, apa de mina este adaugata in iazul de decantare a sterilelor inainte de a fi pompata in TMF. Acesta este un sistem simplu care foloseste efectele de absorbtie oferite de ‘materialul natural’. Tehnica poate fi folosita cu usurinta in majoritatea TMFs. Readaptarea nu reprezinta o problema. [118, Zinkgruvan, 2003] Amestecarea fluxurilor sterilelor (incluzand apa de procesare si sterilul solide) si alte ape care contin metale dizolvate (de ex. apa de drenare din haldele de sedimente miniere, apa care nu este proaspata din mina) este aplicabila in timpul perioadei de operare daca: • fluxul sterilelor are un pH alcalin si contine minerale recent macinate (acesta este, in mod normal,

in cazul sterilelor originand dintr-un proces de flotatie) • capacitatea de tamponare a fluxului de steril este mult mai mare decat capacitatea de acidifiere a

apelor adaugate • apa care contine metal poate fi adaugata in fluxul de steril in pompele de steril astfel incat sa ofere

suficient timp de contact si amestecare cu fluxul sterilelor. Aceasta tehnica este considerata favorabila pentru floculare. Avantajele acestei metode sunt: • este o metoda foarte efectiva de tratare a apei

Chapter 4

378 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• nu implica costuri pentru construirea, operarea si intretinerea unei instalatii de tratare a apei in timpul operarii statiei

• nu este necesar un management al namolului (care ar fi necesar daca s-ar aplica o tratare conventionala a apei)

• metoda poate face fata bine variatiilor de flux si este efectiva la orice temperatura; lucru important avand in vedere ca apa de procesare are in mod normal o temperatura ridicata.

O variatie a acestei tehnici este pusa in aplicare in bazinul de cupru Legnica-Glogow, unde acizii din cuptoarele de topit sunt amestecati cu steril pentru neutralizarea si imobilizarea metalelor (de exemplu arsenic). 2.5.15.4 Solidele suspendate si componenti dizolvati In descarcarile de apa, emisiile solide in apa sunt fie particulele materiale, fie componenti dizolvati. O tratare cu succes a apei trebuie sa combine reducerea a solidelor suspendate cu indepartarea continuturilor daunatoare ale contaminantilor. Tratarea apei poate avea loc fie in bazine deschise, fie in instalatii construite de tratare. Procesele implicate sunt precipitarea elementelor dizolvate, in principal metale, si separarea precipitatelor si a particulelor. Pentru precipitare, se foloeste fie sulfur, fie calcar sau o combinatie. Pentru separarea precipitatelor si a materiilor solide, se foloseste forta gravitationala sau o sedimentare fortata. Separarea prin forta gravitationalapoate avea loc in bazine sau in ingrosatoare. Namolul obtinut va necesita un management si o depozitare adecvate. In cazul ideal, poate fi depozitat ca parte a operatiei de reumplere a minei. Tratarea apei, necesara in orice caz, constituie costuri semnificante. Fiecare operare a unei mine necesita proiectarea unui sistem corespunzator pentru tratarea apei. Cerintele sistemului vor depinde de calitatea apei de la fata locului si de volumele care vor trebui tratate. Conditiile locale vor determina de asemenea alegerea tehnologiei. Tehnologia de purificare pentru precipitarea materiei solide suspendate in bazinul de cupru Legnica-Glogow se bazeaza pe coagulare (cu circa 300 mg/l clorura de fier), sprijinita de polyelectrolyte praestol (1 mg/dm3) si sedimentare intr-un rezervor de decantare lamelar. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] 2.5.15.4.1 Bazine de sedimentare Cand se depoziteaza steril de flotatie sau alte steril care contin particule fine pe o halda, emisiile in apa pot deriva din materie solida si eluate. Emisile de materie solida in apa datorate ploilor puternice pot fi prevenite cu succes prin instalarea de bazine de sedimentare de-a lungul drumurilor si astfel de-a lungul suprafetei corpului de apa receptoare. Constructia depinde de cantitatea maxima de ploi, dde zona si inclinatia acesteia, de debit, de dimensiunea materiei solide, etc. Pentru documentare, este necesara monitorizarea continutului de solid, dar, conform circumstantelor locale. Frecventa si tipul de masuratori sunt determinate conform cerintelor listate in studiul geotecnic/ecologic si sunt adaptate pe durata existentei TMF. [131, IMA, 2003] Interioarele haldelor de steril din potasiu sunt impermeabile la apa. Apa si solutiile saline generate curg numai in jos intr-o zona exterioara in jurul centrului interior impermeabil. Fundatia haldelor din afara zonei centrale impermeabile este izolata cu grija, iar solutiile sunt colectate. Acest tip de sistem de colectare este adecvat in cazul in care calitatea scurgerilor implica faptul ca o descarcare imediata in sol nu este sigura din punct de vedere ecologic.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 379

La halda de steril din carbune din Schöttelheide, un sant se intinde de-a lungul bazei basculate, care colecteaza scurgerile de suprafata si le transporteaza la bazinul de sedimentare inainte ca apa sa fie descarcata in recipient. Acest lucru este necesar din cauza continutului ridicat de materie solida suspendata. In timpul fazei operationale a unei halde, in mod normal este necesar ca scurgerile de apa de suprafata de la baza haldei sa fie colectata in santuri. In continuare, cerintele de management ale apei colectate depind de calitatea apei scurgerilor. Daca apa este de calitate buna si contine concentratii scazute de materie solida suspendata, apa poate fi evacuata direct in recipient. In cazul in care calitatea apei nu este buna, dar continutul de materie solida suspendata este ridicat, poate fi suficient sa se treaca apa printr-un bazin de sedimentare pentru a reduce incarcatura de materie solida suspendata din recipient. In unele cazuri, este necesara tratarea suplimentara. Scurgerile de suprafata colectate pot fi folosite adesea ca apa de procesare. 2.5.15.5 Tratarea apei acide Metodele de tratare a apei folosite pentru eliminarea sau reducerea aciditatii si a precipitarii metalelor grele din apele pot fi impartite in doua tipuri: (1) tratare activa si (2) pasiva: (1) Tratarea activa implica neutralizarea apelor poluate cu acid cu substante chimice alcaline. Cu toate acestea, substantele chimice pot fi scumpe, iar construirea si operarea instalatiei de tratare sunt scumpe. (2) Tratarea pasiva implica construirea unui sistem de tratare care utilizeaza reactii chimice si biologice care au loc in mod natural, care ajuta la tratarea prin drenaj a pietrelor acide si care necesita putina intretinere. Masuri pasive de control includ drenare anoxica, canale de calcar, reincarcari alcaline ale apei freatice, si devierea drenajului prin terenuri umede create de om sau alte structuri. Exista de asemenea posibilitatea de a combina tehnici de tratare activa si pasiva (de ex. var stins si terenuri umede construite) Tratare activa – substante chimice • Calcar (carbonat de calciu)

Avantajele folosirii calcarului includ costurile reduse, usurinta folosirii, si formarea unui namol dens, usor de manevrat. Dezavantajele includ o reactie inceata; pierderi in eficienta a sistemului, din cauza acoperirii particulelor de calcar cu precipitate de fier; dificultati in tratarea ARD cu un raport ridicat de feric feros; si ineficienta in a indeparta manganul. Un flux tehnologic tipic al unei instalatii de tratare a apei acide este ilustrat in Figura 4.17.

Chapter 4

380 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figura 0.9: Flux tehnologic al unei instalatii de tratare a apei pentru apa de procesare cu un pH scazut (de la Almagrera) Trebuie amintit ca in fluxul tehnologic, mina si apa de procesare sunt administrate impreuna. Acest lucru nu se intampla intotdeauna • Var hidratat (hidroxid de calciu)

Varul hidratat este, in mod normal, agentul de neutralizare ales pentru industria exploatatoare de carbuni deoarece este usor si sigur de utilizat, efectiv, si relativ ieftin. Dezavantajele majore sunt formarea voluminoasa de namol (daca se compara cu calcarul) si costuri initiale ridicate datorita dimensiunii instalatiei de tratare [85, EPA, 2002]. Varul hidratat nu este aplicat ca agent de neutralizare in industria exploatatoare de carbuni din Germania, intrucat nu sunt prezente infiltratii acide in halde

• Soda calcinata (carbonat de sodiu)

Brichetele de soda calcinata sunt efective mai ales pentru tratarea fluxurilor de mici dimensiuni de ARD in zone izolate. Dezavantaje majore sunt costul mai ridicat pentru reactivi (fata de calcar) si proprietatile slabe de asezare ale namolului

• Soda caustica (hidroxid de sodiu)

Soda caustica este efectiva mai ales pentru tratarea fluxurilor scazute in zone izolate si pentru tratarea ARD cu un continut ridicat de mangan. Dezavantaje majore sunt costurile ridicate, pericolele determinate de manevrarea substantei chimice, proprietatile slabe ale namolului si probleme de inghetare pe timp rece

• Amoniac

Amoniacul anhidru este efectiv in tratarea ARD cu un continut ridicat de fier feros si/sau mangan. Amoniacul costa mai putin decat soda caustica si are multe dintre avantajele acesteia. Cu toate aceastea, amoniacul este dificil si periculos de folosit, si poate afecta conditiile biologice in aval fata de mina. Posibilele efecte in afara santierului sunt toxicitatea pentru pesti si alte forma de viata acvatice, eutrofiere si nitrificare. Speciile de pesti de obicei au o toleranta scazuta la amoniac neionizat si nivelul de toxicitate poate fi afectat de pH, temperatura, oxigen dizolvat si alti factori. Utilizarea amoniacului nu este permisa in toate zonele, iar, acolo unde este permisa, este necesara o monitorizare suplimentara.

Tratare pasiva • Terenuri umede construite

Terenurile umede construite utilizeaza microbi din sol si apa, impreuna cu plante de teren umed, pentru a indeparta metalele dizolvate din drenajul rocilor. Spre deosebire de tratarea chimica, terenurile umede sunt sisteme pasive care necesita intretinere putina sau nu una continua. Aceasta este o metoda relativ nou de tratare cu multe mecanisme specifice si cerinte de intretinere care nu au fost inca inteles complet. Criteriile optime de dimensionare si configurare inca se studiaza. Terenurile umede vechi, stabile, formate natural ar trebui sa nu fie atinse, intrucat, de exemplu, saparea de santuri de drenare poate sa reporneasca procesele de acidifiere. Apele de completare a rezervelor freatice cu concentratii ridicate de metal si un pH scazut curg prin zonele aerobe si anaerobe ale ecosistemului terenului umed. Metalele sunt indepartate prin schimb de ioni, adsorptie, absorptie, si precipitare cu oxidare si reducere geochimica si microbiana. Schimbul de ioni are loc cand metalele din apa contacteaza substante humice sau alte substante organice in terenul umed. Terenurile umede construite in acest scop de multe ori au putin sol, sau deloc, in schimb sunt formate din paie, balegar sau compost. Reactiile de oxidare si reductie catalizate prin bacteriile care se afla in zonele aerobe si anaerobe, joaca un rol principal in precipitarea metalelor ca hidroxizi si sulfuri. Metalele precipitate si adsorbite se aseaza in bazine inactive sau sunt filtrate in timp ce apa percoleaza prin mediu sau prin plante.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 381

Apele de completare a rezervelor freatice cu reziduuri de explozivi sau alti contaminanti curge prin si pe sub suprafata de pietris a unui teren umed cu pietris la baza. Terenul umed, folosind plante rapide, este un sistem anaerob-aerob. Celula anaeroba foloseste plante in combinatie cu microbi naturali pentru a degrada substanta contaminanta. Celula aeroba, cunoscuta si drept celula oscilanta, imbunatateste mai departe calitatea apei prin expunerea continua la plante si miscarea apei intre compartimentele celulei. Tratarea terenului umed este o tehnologie pe termen lung, care are ca scop functionarea continua mai multi ani. Terenurile umede au fost folosite pentru tratarea drenajelor acide din mina generate de activitati miniere metalurgice sau de extractie a carbunilor. Aceste ape pot contine concentratii ridicate de metale si sunt acide. Procesul poate fi adaptat sa trateze solutii de steril neutre si bazice. Tehnologia de remediere a terenurilor umede trebuie sa fie adaptata pentru diferentele de geologie, teren, urmele de metale, si climat. Terenurile umede sunt mai efective, in general, in indepartarea fierului decat a manganului. Cea mai mare utilitate a terenurilor umede pare a fi in tratarea fluxurilor mici, de genul zecilor de litri pe minut [85, EPA, 2002]. Urmatorii factori pot limita aplicabilitatea si eficienta procesului: eficienta pe termen lung a terenurilor umede construite nu este cunoscuta bine. Imbatranirea

terenului umed poate fi o problema care poate contribui la o scadere a cotelor de indepartare a contaminantilor in decursul timpului

costurile pentru construirea unui teren umed artificial variaza considerabil de la un proiect la altul si este posibil sa nu fie rentabile din punct de vedere financiar pentru multe santiere

temperatura si fluctuatiile din flux afecteaza functionarea terenul umed si pot provoca cote variabile de indepartare a contaminatilor

conditii mai reci incetinesc rata de indepartare a contaminantilor de catre terenul umed. un curent puternic de apa poate supraincarca mecanismul de indepartare intr-un teren umed, in

timp ce o cantitatea prea scazuta de apa poate dauna plantelor si poate limita foarte mult functionarea terenului umed.

[124, US FRTR, 2003] Costurile initiale de proiectare si constructie pot fi ridicate, ajungand pana la zeci de mii de Euro.

• Canale deschise de calcar /drenaje de calcar Aceasta este metoda de tratare pasiva cea mai simplu de contruit si consta in santuri deschise pline cu calcar (drenajele sunt acoperite). Dizolvarea calcarului creste alcalinitatea si valoarea pH-ului. Acoperirea calcarului, prin precipitate de fier sau aluminiu, afecteaza efectivitatea acestei metode de tratare

• Puturi de deviere Apa acida este directionata spre un "recipient" sau "put" care contine calcar zdrobit. Acoperirea cu precipitat de fier este prevenita prin turbulente in flux prin put. Necesita reumpleri periodice cu calcar.

[85, EPA, 2002] Sistemele de tratare pasiva sunt adesea nu tocmai favorbaile din punct de vedere al aplicabilitatii lor din cauza problemelor de capacitate, in special cu privire la flux, capacitatea de a manevra ape cu aciditate ridicata, variatii in functie de anotimp, variatii ale fluxului, etc. Cu toate acestea, ele pot reprezenta o solutie pe termen lung dupa dezfectarea santierului, cand sunt folosite ca nivelare, impreuna cu alte masuri (preventive). 2.5.15.6 Tratarea apei alcaline La rafinaria de alumina din Sardinia, apele alcaline care insotesc namolul provenit din unitatile de spalare si filtrare sunt adaptate la un pH de 10 prin urmatoarele metode:

Chapter 4

382 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• desulfurizarea gazelor de ardere din combustii, bogate in SO2 • adaugarea de apa de mare pentru reactia MgCl2 cu soda caustica • acid sulfuric, daca este necesar. La rafinaria de alumina din Galicia, apa din bazinul de slam rosu (libera si infiltratii) este colectata si pompata spre o statie de tratare (vezi imaginea de mai jos). Primul pas implica neutralizarea apei prin adaugarea de acid sulfuric. Valoarea optima a pH-ului este 6.85, moment in care aluminiul din apa devine insolubil, ajutand la procesul de sedimentare. Dupa neutralizare, apa curge spre tancul de floculare. Apa limpede este pompata inapoi in rafinarie.

Sulphuric acidtank

Flocculationtank

Clearwatertank

Sludge toresiduedisposal

Flocculantpreparation

Clear water

Seepage from TMF

Free waterfrom TMF

pH

Neutralisationtank

Figura 0.10: Tratarea apei alcaline intr-o rafinarie de aluminiu In alte cazuri, se foloseste dioxid de carbon pentru a scadea valoarea pH-ului. 2.5.15.7 Tratarea cu arsenic Urmele de metal sunt indepartate in mod efectiv din apele reziduale din minerit prin adaugarea de saruri de fier. Arsenicul este indepartat fie ca arseniat de calciu, fie ca arseniat de fier prin precipitare. Si arsenitii pot fi precipitati, dar sunt in general mai solubili si mai putin stabili decat arseniatii. Apa reziduala care contine arsenit este in general oxidata inainte de precipitare pentru a asigura ca arseniatul predomina. Apa de procesare din procesarea arsenicului cu continut de minereuri poate contine cantitati variabile de arsenic (III) si (V) oxi-anionii, arseniti si arseniat. Prezenta unor ioni metalici precum cupru, plumb, nichel si zinc limiteaza solubilitatea arsenicului, din cauza formarii de arseniati metalici greu solubili. Stabilitatea si solubilitatea acestor arseniati depind de ratia de fier din arsenic. Cu cat aceasta este mai mare, cu atat mai insolubil si stabil este precipitatul. Astfel, daca arseniatul de fier este relativ solubil, arseniatii de baza cu un raport molar de fier-la-arsenic de opt sau mai mult sunt ordine de magnitudine mai putin solubile in gama pH de aproximativ 2 pana la 8. Concentratiile dizolvate de arsenic de 0.5 mg/l sau mai putin pot fi obtinute prin precipitare cu fier feros.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 383

Precipitarea arseniatilor de fier insolubili este adesea insotita de co-precipitarea altor metale, precum seleniu; asta implica interactiuni intre diferitele tipuri de metale si precipitatul de hidroxid de fier. Astfel, sarurile de fier devin un element foarte eficient pentru indepartarea urmelor de contaminant. In acest mod, se poate reduce arsenicul si multe alte elemente precum antimoniul si molibdenul la un nivel de pana la 0,5 mg/l prin contactul cu hidroxidul de fier. Procesul implica, in mod normal, adaugarea unei sari de fier solubile in apa de procesare, urmata de adaugarea de suficienta baza pentru a induce formarea de hidroxid de fier insolubil. In multe situatii, apa de procesare contine fier corespunzator, deci numai adaugarea unei baze este necesara pentru a induce precipitarea hidroxidului de fier. [78, Ron Tenny, 2001] In minereurile de talc-magnezit finlandeze, sunt prezente si unele minerale de arsen. In timpul procesarii minereului talc-magnezit (macinare si flotatie), o anumita cantitate de arsenic este dizolvata in apele de procesare. Arsenicul este precipitat drept compus Fe-As prin adaugarea de sulfat de fier (Fe2(SO4)3). Daca valoarea pH-ului este 6 sau mai mica, arsenicul poate fi precipitat complet. Daca valoarea pH-ului din apa de procesareeste mai mare (intr-un caz 7 – 8 s-a repetat), trebuie adaugat mai mult sulfat de fier pentru a reduce arsenicul pana la un nivel acceptabil (mai putin de 0,4 mg/l). Etse dificila precipitarea nichelului si arsenicului in acelasi timp, de aceea este necesara tratarea in doua etape. [131, IMA, 2003] 2.5.15.8 Tratarea cu cianura La nivel mondial, degradarea naturala este inca cea mai uzuala metoda de tratare pentru cianura din apee reziduale din lesierea aurului, desi este adesea suplimentata prin alte procese de tratare. In climate uscate si insorite cum ar fi Africa de Sud, degradarea naturala este in general unica metoda de tratare.

Chapter 4

384 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Urmatorul tabel indica alternativele de tratare a cianurii aplicate in prezent.

Proces de tratare Etapa Aplicatii Comentarii Degradare naturala neutralizare prin

absortia CO2 volatilizare HCN disociere complexa a

cianuri din metale precipitarea cianurii

din metale

C TP, SW Aplicarea este limitata de factori specifici asezarii (de ex. arid, insorit) si reglementari

Proces de oxidare Clorurare alcalina C TP, SW Inlocuit prin SO2-aer si H2O2 din cauza costurilor,

incapacitatea de a indeparta fierul procesul SO2/aer C TP, SW Aplicare universala, tratarea slamului poate duce la un

consum ridicat de reactivi Peroxid de hidrogen C SW Nu se aplica in cazul slamurilor din cauza consumului

de reactivi Adsorptie Adsorbtia carbunelui

activ D SW Limitat la concentratii reduse de CN, specific asezarii

Tratare biologica biodegradare C SW Limitat la concentratii reduse de CN, specific asezarii,

poate necesita caldura suplimentara. Reciclare cianura AVR C TP nu este foart practic in cazul slamului

investitii ridicate necesita suficienta cianura recuperabila pentru a

acoperi costurile de operare prin cianura recuperata. Cianura libera este usor, apoi din ce in ce mai greu de recuperat este cianura din zinc, cupru si nichel. Precipitarea CuCN scade posibilitatea de recuperare a cianurii

devine de obicei prea scump, daca se incearca recuperarea sub 30 mg/l cianura. Astfel, este in continuare necesara indepartarea /distrugerea cianurii dupa AVR

[109, Devuyst, 2002] TP = descarcare in bazinul de steril SW = descarcare in apa de suprafata C = comercial D = dezvoltare

Tabel 0.9: Procese aplicate de tratare a CN Mai multe alte optiuni de recuperare a cianurii sunt in dezvolatre dar necesita teste-pilot si o implementare completa intr-o instalatie. ‘Procesul Sart’ foloseste sulfura de sodiu in solutie pentru a elibera cianura din Zn si Cu, ducand la recuperarea unui surplus de cianura ingrosata, care poate fi reciclata direct. ‘Procesul Hannah’ foloseste acelasi principiu, dar foloseste schimbul de ioni in solutie sau pulpa pentru a indeparta cianura, striparea cianurii din rasina, apoi precipitarea Zn si Cu cu sulfura de sodiu. Aceasta produce un curent de cianura mai concentrata pentru reciclare si ofera posibilitatea unor recuperari mai mari.[109, Devuyst, 2002] Procesul SO2/aer, care este folosit in toate santierele europene pentru a trata slamul inainte de descarcarea in TMF este descris de obicei folosind urmatoarele reactii: Oxidarea:

CNliber + SO2 + O2 + H2O => OCN- + H2SO4 M(CN)4

2- + 4SO2 + 4O2 + 4H2O => 4OCN- + 4H2SO4 + M2+ unde M2+ = Zn2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+ etc.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 385

Neutralizarea folosind calcar:

H2SO4 + Ca(OH)2 => CaSO4 x 2H2O

Precipitarea:

M2+ + Ca(OH)2 => M(OH)2 + Ca2+ 2 M2+ + Fe(CN)6

4- => (M)2 Fe(CN)6 unde M= Zn, Cu, Ni, Cd, Fe, etc. Prezenta ionilor de cupru catalizeaza aceste reactii. Acestia se leaga de cianura, formand legaturi complexe stabile de cupru (I), care pot fi distruse prin procesul INCO, care implica oxidarea atat a cuprului, cat si a cianurii. Cu cat este mai mare concentratia de cupru, cu atat sunt mai stabile aceste legaturi complexe. Pe de alta parte, continuturile ridicate de cupru in minereu necesita mai multa cianura in lesiere si, daca eficienta distrugerii CN se mentine, concentratia reziduala de cianura va fi mai ridicata. Influenta dioxidului de sulf nu este explicata in totalitate, dar se presupune ca sunt generati niste compusi intermediari care accelereaza reactiile. Santierul de la Bergama-Ovacik foloseste sulfat de fier pentru a stabiliza chiar mai mult orice metale grele. Dispersia oxigenului este legata de vascozitate. Daca vascozitatea este ridicata, nivelurile de oxigen dizolvat sunt mai reduse si cinetica reactiei incetineste. Distrugerea CN poate sa reduca concentratia WAD-CN in slamul de la 140 mg/l la mai putin de 2 mg/l, in cazul in care continutul de cupru din minereu nu este prea ridicat. Daca materialul de alimentare a lesierii cianurii contine mai mult de 0.1 % Cu, nu este posibil sa se obtina un asemenea nivel scazut de WAD-CN in steril. La aceste concentratii ridicate de cupru, pot fi necesare mai multe etape de distrugere a CN. Tabelul 4.13 contine concentratiile de CN de la diferite asezari [50, Au group, 2002].

Asezare: Boliden Ovacik Rio Narcea Lesie: CN liber (mg/l) pH

120

200

10.5

400 - 450 (NaCN)

10.5

Frecventa masurarii Zilnic 2 ore Continuu online Min 70 180 Max 50 220 Descarcare din Detox: CN liber WAD CN Total CN pH

0.87

0.33 0.4

7 - 8

0 10 - 30

8.5

Frecventa masurarii 1/zi metoda SIS, 3/zi metoda picric

2 ore 3 ore

Min 0.31 (total) 0.06 (WAD) 1 (WAD) Max 1.94 (total) 0.88 (WAD) 40 (WAD) In TMF CN liber WAD CN Total CN pH

0.3

0.23 0.39 7 - 8

0

20 - 30

8.5 Frecventa masurarii Sporadic Zilnic Zilnic Min 0.05 (total) 0.04 (WAD) 10 (WAD) Max 0.74 (total) 0.71 (WAD) 30 (WAD) Descarcarea TMF: CN liber

Fara descarcari Fara descarcari, drenajul se intoarce

Chapter 4

386 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

WAD CN Total CN pH

0.06

la bazin 0

0.5 - 1.0

8 - 8.5 Frecventa masurarii Zilnic Zilnic Min 0 0.2 (WAD) Max 0.33 2 (WAD)

Tabel 0.10: Niveluri CN la asezarile europene care folosesc cianurarea La statia de procesare minerala din Boliden, monitorizarea distrugerii CN si calitatea apei descarcate in bazinul de steril si de limpezire a fost efectuata in anul 2001. Rezultatele au aratat ca 99.5 % din CNliber a fost distrus. In plus, degradarea CN continua in mod natural in bazinul de steril. Rezultate similare s-au obtinut la Ovacik si Rio Narcea. In timp ce, in prezent, managementul cianurii s-a concentrat pe distrugerea cianurii prin sisteme monociclice, este posibila recuperarea si refolosirea cianurii, astfel reducand cantitatea totala de cianura folosita si costurile de operare. Recuperarea si refolosirea cianurii scade concentratia de CN din bazine si reduce costurile pentru distrugerea CN [106, Logsdon, 1999]. Recuperarea si refolosirea CN a fost folosita deja din anii 1930. O metoda, numita ‘AVR’ (acidifiere/volatilizare/re-neutralizare) a fost aplicata cu succes in mai multe locatii. Se pare ca aceasta metoda consuma cantitati mari de acizi si baze, dar consuma mai putina energie decat procesele de hidroliza/distilare. De asemenea, cotele de volatilizare sunt mai ridicate [104, Young, 1995]. Subcapitolul 2.6.15 trateaza probleme ale managementului cianurii in scopul prevenirii/reducerii accidentelor. 2.5.15.9 Bariere permeabile reactive O bariera permeabila reactiva este o zona permeabila care contine sau creeaza o zona de tratare reactiva pentru a intercepta si remedia pana contaminata. Contaminantii din sistemul de apa freatica sunt indepartati in mod pasiv prin procese fizice, chimice sau biologice. O bariera reactiva permeabila continua de dimensiuni normale (PRB) a fost instalata in august 1995 in josul pantei fata de un baraj de steril al unei mine dezafectate la Mina Nickel Rim din Sudbury, Ontario, Canada. Nickel Rim a fost o mina activa din 1953 pana in 1958. Metalele principale extrase au fosst cupru (Cu) si nichel (Ni). Sterilul au fost supuse oxidarii aproximativ 40 de ani. Pana de panza freatica emanata de aceste steril se descarca intr-un lac din apropiere. Contaminantii principali de la fata locului sunt nichel (Ni), fier (Fe), si sulfat. Concentratiile initiale au fost de 2400 - 3800 mg/l sulfat, 740 - 1000 mg/l Fe, si pana la 10 mg/l Ni. Stratul de apa contaminat are o grosime de 3 - 10 m si este compus din nisip glacio-fluvial. Stratul acvifer este delimitat de o vale ingusta, avand de ambele parti si dedesubt roca de baza. Viteza apei freatice din stratul acvifer este estimata la 15 m/an. PRB a fost instalat in vale, folosindu-se o tehnica de taiere-si-umplere. Barieracuprinde toata valea si are o lungime de 15 m, o adancime de 4 m si o latime de 3,5 m. Este compusa dintr-un amestec reactiv care contine compost municipal, compost din frunze si and talaj. S-a adaugat pietris fin in amestec pentru a mari conductivitatea hidraulica. Au fost instalate zone-tampon de nisip brut pe partile din susul si din josul gradientului materialului reactiv. Un strat acoperitor de 30 cm de lut a fost amplasat in varful PRB pentru a reduce patrunderea apei de suprafata si a oxigenului in PRB. Remedierea la Mina Nickel Rim s-a efectuat prin reducerea sulfatului si precipitarea sulfurii de metal rezultata din prezenta de materie organica.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 387

S-au instalat puturi de monitorizare de-a lungul sectiunii paralele cu cursul apei freatice. S-au colectat probe la o luna dupa instalare si apoi la 9 luni dupa instalare. Trecerea prin PRB a rezultat intr-o scadere a concentratiilor de sulfat la 110 - 1900 mg/l. Concentratiile de fier au scazut pana la <1-91 mg/l. Nichelul dizolvat a scazut la <0.1 mg/l in interiorul si in josul gradientului PRB. In plus, pH-ul a crescut de la 5.8 - 7.0 de-a lungul barierei. Per total, PRB a convertit stratul acvifer din producator de acid in consumator de acid. Monitorizarea cva continua inca minim trei ani, colectarea de probe fiind efectuata de doua ori pe an. Costul a fost de aproximativ USD 30000. Acesta include proiectarea, constructia, materialel si amestecul reactiv. [123, PRB action team, 2003] La un santier din Finlanda, de curand a fost instalat un PRB, care consta in calcar si turba intr-un sant deschis in jurul minei. Rezultatele au aratat ca, la inceput, sistemul inregistra reduceri de metale de circa 90 %. Cu timpul, sistemul se va infunda, iar materialul reactiv va trebui inlocuit. Frecventa infundarii depinde de circumstante, precum concentratiile de metal si substante solide si cantitatile de apa. Costurile pentru acest tip de construire de sistem sunt estimate la circa EUR 100/m3. Costurile pentru innoirea materialelor sunt estimate cam la acelasi nivel. Aceasta tehnica se aplica in bazinele recuperate unde, la cativa ani dupa inchidere, inca se mai gasesc mici cantitati de ARD. O alternativa de tratare pasiva este folosirea de terenuri umede. PRBs pot fi folosite pentru ape acide si alcaline daca vreun contaminant poate fi indepartat prin reductie bacteriologica. Pentru succesul acestei metode, regimul de curgere trebuie identificat foarte clar, pentru a avea siguranta ca apa curge intr-adevar prin aceasta bariera. Bacteriile active necesita un nivel al pH-uluide circa 5 - 7. Valoarea pH-ului a ARD este de obicei mai mica, de aceea, pH-ul trebuie marit pentru a obtine precipitarea sulfurii (de ex. prin adaugarea de calcar). Cu toate acestea, un pH prea ridicat precipita metalele, ceea ce poate duce la infundari rapide. De aceea, PRB trebuie sa fie bine adaptat la apa reziguala tratata pentru a fi eficient. PRBs asigura o tratare limitata si trebuie sa fie inlocuite periodic. 2.5.16 Monitorizarea apei freatice Apa freatica este monitorizata de obicei in jurul tuturor zonelor cu steril si sedimente miniere. Nivelul apei freatice si calitatea apei sunt monitorizate regulat. [131, IMA, 2003] La un TMF mare in bazinul de cupru Legnica-Glogow, reteaua de monitorizare a apei freatice si a apei de suprafata include peste 800 de puncte de monitorizare. [KGHM Polska Miedz, 2002 #113] In general, conditiile hidrogeologice specifice ale zonei determina cerintele de monitorizare mai degraba decat dimensiune bazinului. Bazinele pe teren plat vor necesita probabil mai multe puncte de monitorizare decat un bazin aflat pe un teren unde cursul apei freatice este mai bine definit. 2.5.17 Intretinere ulterioara 2.5.17.1 TMF cu namol rosu de alumina In faza de intretinere ulterioara, scurgerile trebuie tratate inainte de descarcare, pana cand conditiile chimice ajung la concentratii acceptabile pentru descarcarea in apele de suprafata. De asemenea, drumurile de acces, sistemele de drenare si stratul vegetal (inclusiv revegetarea, daca este necesar)

Chapter 4

388 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

trebuie intretinute. Mai mult, prelevarea continua de probe de apa freatica trebuie sa faca parte din orice program de inchidere si trebuie continuata. [22, Aughinish, ].

2.6 Prevenirea accidentelor 2.6.1 Managementul sterilelor sau a sedimentelor miniere mina Pentru a preveni daramarea haldelor de minereuri, cel mai bun loc pentru a construi o instalatie de management al sterilelor sau sedimentelor miniere este o mina corespunzatoare din apropiere, pentru ca, in acest caz, stabilitatea barajului/haldei nu este o problema. In general, nu este posibil sa se gaseasca un astfel de loc aproape de statii. Trebuie avuta grija ca apa freatica sa nu fie contaminata. In minele de bauxita, sedimentul minier este in mare parte varsat direct in exploatari de suprafata. Astfel se obtine o reducere in amprentelor si se faciliteaza recuperarea cavitatilor. 2.6.2 Devierea scurgerilor naturale 2.6.2.1 Bazine Devierea scurgerilor externe naturale poate fi necesara: • pentru a pastra inaltimea de garda necesara • pentru a evita contaminarea scurgerilor naturale cu lichide de procesare sau substante chimice • pentru a reduce volumul de apa in acele baraje care depind de evaporare, pentru a indeparta

excesul de apa, mai degraba decat tratare si descarcare. Se aplica trei metode standard de deviere, alegerea depinde de obicei de topografia locatiei si de debitele asteptate: • canale deaspura si in jurul barajului • conducte sub baraj • tunele prin flancul baraj. Sistemul de deviere este foarte important pentru siguranta unui baraj de steril. Defectarea oricariei parti poate duce la primirea de catre baraj a unor inundatii pentru care nu a fost proiectat, ceea ce poate cauza supraincarcarea, riscand ca barajul sa fie deteriorat complet. Proiectarea structurilor de deviere trebuie deci tratata cu maxima prioritate in planificarea statiei. In general, proiectarea cosurilor de slam rosu folosind metoda sterilelor decantate include digurile anterioare umplute cu roci si izolarea suprafetei subiacenta. Un baraj de perimetru pentru colectarea scurgerilor de suprafata imprejmuieste de obicei un cos. La Ovacik, proiectarea TMF include retentia scurgerilor de suprafata in spatele barajului amonte. La Río Narcea, bazinul este imprejmuit de canale pentru colectarea si devierea scurgerilor de suprafata. Scurgerile de suprafata colectate sunt deviate intr-un bazin segmentat pentru limpezire inainte de descarcare. Similar, la Kaolin in Nuria, scurgerile de suprafata, continand cantitati mari de particule mici, sunt adunate si colectate intr-o serie de bazine de sedimentare. Cu toate acestea, nu este intotdeauna posibil sau necesar sa se colecteze scurgerile de suprafata, de ex. la Kiruna, admisia totala de apa in instalatia de procesare minerala a fost de 61 Mm3 in 2001. 3 Mm3 din acestia au fost scurgeri de suprafata. Un alt exemplu este zona Boliden unde zona de captare a bazinului de steril este de 8 km2. Afluenta de scurgeri de suprafata a fost estimat la 1 Mm3 in timpul

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 389

unui an uscat si 3 Mm3 in timpul unui an normal. Bazinul primeste aproximativ 4,5 Mm3/an apa de procesare din instalatia de procesare minerala. La TMFs de potasiu, drenarea salina din halde este mentinuta, pe cat posibil, separat de scurgerile de suprafata. 2.6.2.2 Haldele Apa este de departe cea mai probabila cauza de instabilitate intr-o halda de steril sau sedimente miniere si pentru solul de sub halda, deoarece poate duce la o presiune interstitiala marita si la o reducere a rezistentei de rupere la forfecare. De aceea, orice tinde sa mareasca cantitatea de apa sau presiunea interstitiala dintr- o halda si in fundatiile ei este o potentiala sursa de slabiciune. O atentie deosebita trebuie acordata drenarii din jurul haldei pentru a preveni curgerea apei freatice in halda si pentru a preveni acumularea apei la baza. Pe teren inclinat, drenurile sunt construite de obicei in apropierea partii in amonte a statiei. Pentru calcularea capacitatii, trebuie avuti in vedere urmatorii factori: • zona de captare in amonte fata de drenaj • existenta unor izvoare • drenaje agricole • cursuri de apa naturala de suprafata care vor fi afectate de halda. [130, N.C.B., 1970] Toate depozitele de sedimente miniere din zona Boliden sunt inconjurate de santuri de deviere si santuri de colectare a drenajului. Daca este necesar, drenajul poate fi tratat inainte de descarcare. La Kemi, o parte din apa drenata din haldele de sedimente miniere este colectata intr-un sant si condusa impreuna cu alte ape drenate din zona industriala catre zona de management al sterilelor. O alta parte din drenare este condusa direct in apa curgatoare din apropiere. [71, Himmi, 2002] 2.6.3 Pregatirea terenului natural de sub baraj Terenul natural de sub barajul de retentie (dar nu neaparat solul de sub steril) este de obicei curata de toata vegetatia si de solurile humoase pentru a asigura o „fundatie“ corespunzatoare pentru structura. Pe aceasta suprafata curatata trebuie sa se caute prezenta oricarui izvor sau a apei freatice care trebuie sa beneficieze atunci de un sistem adecvat de drenare (de ex. transee dotate cu tevi de drenare a solului imprejmuite cu pietre sortate si protejate de membrane artificiale). [131, IMA, 2003] 2.6.4 Materialul pentru constructia barajului Considerentul principal pentru alegerea materialului de constructie pentru baraj este ca materialul sa fie sigur si sa nu cedeze in urma conditiilor de operare sau de clima. De exemplu, nisip si pietre asezate in straturi orizontale si compactate prin trecerea camioanelor si a buldozerelor, impreuna cu o compactare suplimentara prin role vibratoare, va constitui in cele mai multe cazuri o structura suficient de puternica pentru a sustine sterilul, chiar si cele care sunt depozitate hidraulic in suspensii de apa. 2.6.5 Depozitarea sterilelor O depozitare corecta a sterilelor, mai ales in stare umeda, va fi intotdeauna critica pentru stabilitatea structurii. In mod obisnuit, sterilul umede sunt descarcate de pe coama barajului pe cat de uniform posibil in jurul barajului, pentru a crea o "plaja" de steril pe fata interioara a barajului de retentie. Aceasta va duce in mod normal la o fractiune mai necizelata a sterilelor aflate cel mai aproape de faleza, iar particulele mici se vor aseza mai aproape de bazinul supranatant.

Chapter 4

390 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

[131, IMA, 2003] Notiunile de baza ale depozitarii sterilelor sunt explicate in Sectiunea 2.4.2.3 2.6.6 Tehnici pentru construirea si ridicarea barajelor Bazinele de steril se construiau din fractiunile de steril necizelate. Acesta poate inca reprezenta un mod foarte corect de a retine slamul din steril. Cu toate acestea, calitatea minereului se poate modifica, iar metoda de procesare poate sa se schimbe si astfel proprietatile sterilelor se pot schimba. De aceea, managementul calitatii este o problema dificila pe intreaga durata a unei operari. Din acest motiv exista o tendinta de a construi un baraj initial, dar adesea si cu material extern, al carui calitate poate fi mai usor monitorizat in timpul constructiei barajului. Cu toate acestea, nu numai tipul de material folosit pentru constructia barajelor de steril, dar si localizarea si compactarea materialului de constructie potrivit este esentiala pentru a asigura o stabilitate pe termen lung. Disponibilitatea materialului (de ex. steril corespunzatoare, material de imprumut) pentru a ridica barajul poate fi o problema. La aceeasi inaltime a barajului, cantitatea necesara de material de constructie pentru baraj este de multe ori mai mare pentru metoda aval fata de metoda amonte (vezi Figura 4.19 mai jos).

tailings

supernatant water

tailings

supernatant water

Figura 0.11: Comparatie schematica a metodelor amonte si aval Daca materialul pentru baraj a trebuit sa fie extras din gropi de imprumut, amprenta al gropii va fi mai mare si vor trebui transportate cantitati mai mari la TMF pentru constructia in aval. Tabelul 4.14 cuprinde o privire de ansamblu asupra diferitelor modalitati de a construi/ridica baraje de steril.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 391

Tipul de

baraj Aplicabilitate Descarcare

corespunza-toare

Depozitarea apei

corespunza-toare

Restrictii ale cotei de crestere

Material de constructie

Rezistenta seismica

Costuri baraj

Tip conventional de baraj sau retentie de apa

Potrivit pentru orice tip de steril

Orice modalitate de descarcare este potrivita

Buna Nu depinde de proprietatile materialului sterilelor

Sol natural de imprumut

Buna Ridicate

Amonte Daca sunt folosite steril: cel putin 40 - 60 % nisip (0,075 - 4 mm) in steril intregi1). Este de dorit o densitate scazuta a pulpei pentru a obtine separarea granulelor in functie de dimensiune

Descarcare periferica si o plaja bine controlata sunt necesare, descarcare centrala pentur sterilul ingrosate

Potrivita in anumite conditii

De dorit mai putin de 5 m/an, pentru a evita o consolidare insuficienta si o crestere a presiunii interstitiale

Sol natural, steril de nisip sau sedimente miniere sau steril de nisip in combinatie cu sol natural sau sedimente miniere

Slaba in zone seismice ridicate

Scazute

Aval Potrivit pentru orice tip de steril

Variaza in functie de detaliile de proiectare

Buna Nici una Steril de nisip sau reziduuri miniere daca cotele de productie sunt suficiente. Altfel, sol natural.

Buna Ridicate

Centrat Nisipuri sau particule mici cu plasticitate redusa

Este necesara descarcarea periferica

Nu se recomanda pentru depozitare permanenta. Este acceptabila o acumulare temporara a inundatiilor cu detaliile corespunza-toare de proiectare

Se pot aplica restrictii de inaltime pentru ridicari individuale

Steril de nisip sau sedimente miniere daca cotele de productie sunt suficiente. Altfel, sol natural.

Acceptabila Medii

1.) nu se aplica la sterilul ingrosate

Tabel 0.11: Comparatia tehnicilor de constructie a barajelor [11, EPA, 1995] Notiunile de baza ale acestor tehnici de constructie a barajelor au fost prezentate in Sectiunea 2.4.2.2. 2.6.6.1 Baraje conventionale Avantajul folosirii unui baraj conventional deja construit pana la inaltimea finala inainte de inceperea depozitarii sterilelor este ca barajul este construit intr-un timp scurt, cand controlul calitatii este de obicei mai usor de realizat. Aceste baraje sunt adesea prea costisitoare insa, ceea ce a facut ca barajele in amonte sa fie mai des folosite. Pentru aceasta metoda de constructie, este necesara si vitala monitorizarea si evaluarea continua. Acest tip de baraj se aplica daca: • sterilul nu sunt potrivite pentru constructia barajului

Chapter 4

392 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• barajul este necesar pentru depozitarea apei, de obicei in funcite de anotimp, pentru statie sau alte utilizari

• locatia managementului sterilelor heste intr-o zona izolata si inaccesibila • retentia apei din steril este necesara pentru o perioada indelungata pentru degradarea unui element

toxic (de ex. cianura) • afluenta naturala in baraj este mare sau are variatii ridicate, iar depozitarea apei este necesara

pentru controlul acesteia. Avantaje: • barajul este construit cu supervizare intr-o perioada relativ scurta de timp • supervizare minima a barajului in timpul operarii • protectie impotriva poluarii prin apa sau eroziunea vantului. Dezavantaje: • necesitatea unor investitii ridicate inainte ca statia sa functioneze • toate materialele de constructie trebuie sa fie importate daca nu se poate folosi sedimente miniere

din mina in umplerea haldelor. Baraje conventionale in trepte sunt de asemenea impermeabile dar sunt ridicate pe parcursul existentei TMF. Un dezavantaj, in comparatie cu barajul conventional este ca durata constructiei este mult mai lunga, ceea ce poate duce la o calitate mai proasta din cauza schimbarilor personalului si contractorilor, ceea ce face dificila mentinerea unui control constant al calitatii. 2.6.6.2 Metoda amonte Metoda amonte este cea mai ieftina metoda, deoarece este necesara cea mai redusa cantitate de material pentru o anumita ridicare. Principalul dezavantaj al acestei merode este stabilitatea fizica si posibilitatea ca barajul sa se lichefieze. Trebuie avuta grija in faza de proiectare sa se controleze suprafata freatica. Acest lucru se poate obtine prin asigurarea existentei unei plaje suficient de late si prin aplicarea unei drenari si operari corecte. Materialul folosit pentru constructia barajului ar trebui sa nu aiba potential ARD. Aveti in vedere ca barajul in amonte amintit in Tabel 0.11 se refera la un management conventional al sterilelor, mai degraba decat al sterilelor ingrosate. Sugestia ca sterilul trebuie sa aiba un continut de 40 pana la 60% de fractiune de nisip nu este necesara pentu sterilul ingrosate. De exemplu, sterilul de slam rosu care folosesc foarte des metoda sterilelor in amonte vor fi separat deja fractiunea de nisip, care este depozitata in centrul sterilelor. Deci, sterilul care sunt analizate in vederea determinarii stabilitatii in perimetru reprezinta fractiunea de nisip depozitat in apa. De asemenea, Tabel 0.11 se aplica la barajele care au cote anuale de ridicare de 4 pana la 5 m. Cota de ridicare a majoritatii sterilelor de slam rosu ar fi de 1 pana la 2 m pe an. Compatibilitatea se aplica la descarcarea periferica daca se aplica acumularea conventionala si la descarcarea centrala a sterilelor daca sunt folosite steril ingrosate. Cu toate acestea, daca este aplicabila metoda amonte, poate fi chiar de preferat fata de alte metode, in special fata de metoda aval, intrucat suprafata freatica va tinde sa ramana scazuta. Figura 4.20 ilustreaza acest lucru comparand un baraj in amonte construit din steril desprafuite si un baraj in aval care retine apa folosind un centru impermeabil.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 393

tailings

supernatant water

tailings

supernatant water

beach

Figura 0.12: Comparatie simplificata a suprafetei freatice pentru metodele amonte si aval

de constructie a barajului pentru steril Aveti in vedere ca aceata este o schita simplificata. Barajul in amonte ar trebui sa aiba o panta in aval de mai putin de 1:3, iar plaja ar trebui sa fie mai lata decat inaltimea barajului. Barajul conventional in trepte cu un centru in amonte ar trebui sa aiba filtre si drenaje, intrucat pe aici va curge apa din acestea. Metoda amonte poate sa nu fie potrivita pentru acoperirile umede (vezi Sectiunea Error! Reference source not found.), daca apa libera este drenata prea repede pentru a pastra barajul inundat. Pe de alta parte, metoda amonte poate fi o structura de baraj adecvata pentru a pastra apa inauntru, datorita bunei stabilitati a barajului in urma gradientului hidraulic scazut. Urmatoarele conditii trebuie indeplinite pentru depozitarea apei: • evitarea supra-incarcarii si pastrarea unei suficiente inaltimi de garda (vezi Sectiunea Error!

Reference source not found.) • asigurarea unei capacitati suficiente de descarcare de urgenta (in Suedia o furtuna la 10000 de ani,

in Austria si Germania o furtuna la 100 de ani (vezi Sectiunea 2.6.9 si 2.6.10) • pastrarea bazei barajului nesaturat pentru a evita lichefierea • un control bun al nivelului apei din bazin (legat de echilibrul apei) • monitorizarea suprafetei freatice din baraj pentru a asigura obtinerea rezultatelor dorite. In general, se foloseste un calcul de stabilitate pentru a determina suprafata freatica. In orice caz, va fi nevoie si de o evaluare profesionista, de ex. revizuiri independente ale proiectarii, pentru care autoritatile competente cer evaluarea din partea unui expert. 2.6.6.3 Metoda aval Se poate vedea in Figura 4.20 de mai sus ca pentru metoda aval, centrul impermeabil pastreaza apa libera la locul ei. Scurgerile mai mari prin centru pot periclita stabilitatea barajului.

Chapter 4

394 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Daca se foloseste material de imprumut, un posibil efect colateral poate fi faptul ca trebuie extrasa o cantitate mult mai mare din groapa de imprumut in comparatie cu metoda amonte, pentru a obtine aceeasi crestere in inaltime. 2.6.6.4 Metoda centrala In multe cazuri, metoda centrala pare a fi un compromis bun intre riscul seismic si costuri. Folosind aceasta metoda, zona de suprafata disponibila si astfel capacitatea de depozitare nu scade cu fiecare ridicare a barajului (vezi Figura 3.9) 2.6.7 Managementul apei libere Pentru un baraj permeabil, apa libera este de obicei pastrata departe de coama barajului pentru a mentine gradientul scazut [131, IMA, 2003]. 2.6.7.1 Indepartarea apei libere Metodele standard pentru indepartarea apei libere au fost aratate in Sectiunea 2.4.2.4. La Aitik, apa este descarcata folosind un deversor si un canal otelit aflat la zoana de contact intre baraj si vale. In viitor, se va folosi un sistem de canale deschise in teren natural pentru a descarca apa, eliminand canalul prin baraj. Majoritatea minelor de metal din Europa de Nord folosesc acest tip de constructie (de ex. Pyhäsalmi, Hitura, Zinkgruvan, Kiruna, Malmberget). Nu este posibila construirea canalelor deschise in teren natural pentru un bazin tip padoc. Turnurile decantoare au demonstrat ca pot functiona bine in conditii de ger cu un echilibru pozitiv al apei. Cu toate acestea, ele trebuie sa fie proiectate pentru a rezista presiunii sterilelor pe intreaga durata a operarii. Intrucat curgerea apei este determinata de forta gravitationala, nu sunt necesare pompe, ceea ce inseamna ca nu este necesara o rezerva constanta si sigura cu energie (altfel necesara pentru pompe). Un dezavantaj al acestei metode este prin canal se perforeaza si astfel se slabeste barajul. La Ovacik, se foloseste o variatie a turnurilor de decantare, care poate fi descrisa ca ‘put de decantare’. Apa libera este extrasa printr-un put de decantare construit aproape de centrul bazinului. Sistemul de decantare consista intr-o retea de tevi perforate inconjurata de un anrocament (vezi Figura 4.21 mai jos). Acesta este un sistem permanent care este usor accesibil. Spre deosebire de turnurile de descarcare, nu exista nici un tub care sa perforeze barajul. Apa limpezita este pompata in instalatia de procesare a minerala. Acest sistem se aplica in instalatii mici cu zero-descarcari in climate uscate, unde este mentinuta o inaltime de garda. De asemenea este necesara devierea oricarei scurgeri de suprafata.

Run-off capturedupstream

Well

Downstreamdam

tailings

Figura 0.13: Put de decantare la locatia Ovacik

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 395

Pietrisul din jurul turnului are rolul de a stabiliza si filtra apa si ajuta la retentia particulelor mici. O caracteristica suplimentara a acestui sistem sunt tevile de drenare asezate pe fundul bazinului in timpul constructiei in forma oaselor de peste si conectate la un turn pentru a drena si consolida materialul solid asezat. Pentru un bazin mic din Ovacik, s-a considerat nepotrivit un sistem barja deoarece ar fi fost necesara mutarea prea frecventa a barjei pentru a pompa apa libera, din moment ce punctele de descarcare sunt schimbate frecvent. Un dezavantaj este ca suportul mare de pietris care sustine/filtreaza umple o mare parte din baraj. De asemenea, are o capacitate limitata de filtrare si poate sa nu fie practic si eficient pentru volume foarte mari. 2.6.8 Inaltimea de garda La minerele de minereu de fier Kiruna si Malmberget, inaltimea de garda la barajele de steril este de 2 m la doua instalatii si de 1,2 m la o a treia. Inaltimea de garda se bazeaza pe directivele suedeze pentru baraje pentru retentia apei (RIDAS), incluzand precipitatiile, suprafata apei si spargerea valului. Pentru un baraj de clasa a doua, o furtuna in 100 de ani, de 24 de ore, ar trebui decantata fara cresterea nivelului apei. Descarcarea sterilelor in bazin este controlata de un sistem de operare relativ constant care produce un flux constant de steril. La mina de aur Ovacik, o inaltime de garda de minim 2 m este prevazuta in proiectarea TMF. In sectorul mineral industrial, inaltimea de garda minima este de 1 m pentru a asigura ca bazinul este intotdeauna capabil sa depoziteze si sa atenueze o inundatie aparuta brusc pe langa alimentarea cu apa de procesare (vezi Sectiunea 2.6.10). [131, IMA, 2003] La TMF in bazinul de cupru Legnica-Glogow, este mentinuta o inaltime de garda minim de 1,5 m. Conform “Ghidul de Siguranta a Barajelor”, inaltimea de garda pentru baraje de mare risc este dedus din inaltimea maxima a valurilor sau din adancimea penetrarii inghetului [129, Finland, 1997]. 2.6.9 Descarcarea de urgenta Proiectarea bazinelor de steril si a instalatiilor de descarcare ia in considerare toate evenimentele extreme care pot fi prevazute, cum ar fi ploi extreme si topirea zapezii. Cu toate acestea, o reducere in plus a riscurilor se obtine prin incorporarea unor supape de urgenta in proiectare. Supapele de urgenta sunt proiectate sa functioneze in mod automat daca nivelul apei ajunge la un nivel critic predeterminat si sa descarce orice volume de apa in exces (care nu poate fi descarcat prin instalatiile normale de descarcare) fara sa afecteze integritatea barajului. In acest mod, supapele de urgenta pot evita nivelurile de apa extrem de ridicate din baraj sau surplusurile, in cel mai rau caz, care altfel ar putea duce la o afectare catastrofala a barajului. Absenta unor supape de urgenta in proiectarea bazinului de steril de la Baia Mare a fost motivul pentru aceasta eroare catastrofala. Daca ar fi dispus de o supapa de urgenta, numai o cantitate mica de apa care continea CN ar fi fost eliberata, iar sterilul nu ar fi fost evacuate. Cel mai obisnuit sistem folosit este de a avea un anumit numar de tevi de mari dimensiuni (astfel incat sa nu se poata infunda) prin baraj. Tevile sunt instalate la un astfel de nivel incat inaltimea de garda minima prestabilita sa fie intotdeauna mentinuta. Intrucat erodarea la capatul de descarcare al acestor supape a trebui evitata, aceasta metoda este folosita pentru ca elimina riscul de eroziune a corpului barajului in conditii extreme.

Chapter 4

396 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Alternativ, revarsarile pot fi aranjate fie ca revarsari controlate peste corpul barajului, fie construite in teren natural, ultima varianta fiind disponibila pentru barajele tip vale. Pentru asemenea sisteme, protectia impotriva eroziunii este extrem de importanta. 2.6.10 Determinarea inundatiei din proiectare pentru bazinele de steril In cadrul RIDAS (vezi Error! Reference source not found. si Error! Reference source not found.) pentru baraje cu consecvente importante (clasa 1), directivele propun o abordare deterministica, similara cu procedura fluxului maxim probabil (PMF), cu accent pe calcularea critica a timpului factorilor generatori de inundatii. Admisia de precipitatii nu se bazeaza insa pe estimari ale precipitatiilor maxime probabile (PMP), ci mai degraba pe o evaluare a precipitatiilor maxime observate. Pentru un baraj de risc redus, principiul inundatiei o data la 100 de ani este folosita in proiectare. Masurile tipice de adaptare la aceasta abordare pot implica cresterea capacitatii deveresorului pentru a evacua in siguranta afluentele extreme, si permiterea unei depozitari temporare peste nivelul normal al inundatiilor prin ridicarea muchiei. Directivele sunt elaborate pentru conditii hidro-energetice, in mod normal cu zone mari de captare. Pentru barajele de steril, zonele de captare sunt adesea mai degraba mici si de aceea este nevoie de noi elaborari de directive pe aceasta tema. [115, Mill, 2001] Conform ‘Ghidul de Siguranta al Barajelor’ finlandez, clasa de risc ridicat a unui baraj determina valoarea proiectata a inundatiilor. Pentru barajele din categoria celui mai ridicat risc (P), proiectarea se bazeaza pe o perioada de retur de 5000 – 10000 ani si pentru cele doua categorii ‘mai joase’ (N, O) 500 - 1000 si 100 – 500 ani trebuie aplicate cand se proiecteaza deversoarele. Alegerea metodei de determinare a capacitatii de inundare din proiectare depinde in principal de informatiile hidrologice disponibile. 2.6.11 Drenajul barajelor 2.6.11.1 Baraje permeabile Daca un baraj este construit fara un sistem intern de drenare, vor aparea problemele din Figura 4.22 a). In practica, patrunderea de infiltratii din panta exterioara si saturatia bazei externe sunt evitate pentru ca acestea ar putea dizolva si provoca instabilitate daca panta nu este foarte plata. Barajele permeabile au la baza principiul ca nivelul infiltratiilor prin baraj ar trebui sa fie scazute mult sub baza pantei exterioare. Acest lucru poate fi obtinut prin aplicarea unui sistem intern de drenare, cu zona de drenare localizata in partea interioara a barajului.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 397

Figura 0.14: Baraj fara si cu sistem de drenare [130, N.C.B., 1970] Trebuie avuta grija ca sistemul de drenare (uneori denumit filtru) sa nu se infunde cu steril. Trebuie avute in vedere conditiile care tin de apa freatica. In unele cazuri, ar putea fi necesara proiectarea unui sistem de drenare care va administra atat drenarea apei freatice cat si a bazinului. [130, N.C.B., 1970] Un exemplu de baraj permeabil cu un sistem de drenare poate fi vazut in Figura 3.6. La barajul de mica din Kernick, sterilul de nisip si the sedimente miniere au fost folosite pentru a construi barajul in anumite zone, separate prin straturi de tranzitie. Sedimentele miniere, avand o dimensiune intre 50 mm si 750 mm, formeaza un miez central pentru captarea si drenarea infiltratiilor prin structura. Sterilul de nisip, care nu contin materiale mai mari de 150 mm, dar in mod normal mai mici de 25 mm dimensiunea granulei, sunt folosite pentru a forma atat partea din aval, cat si cea din amonte a barajului principal. Stratul de tranzitie care consta in pietre curate, zdrobite in mod normal intre 75 mm si 125 mm, formeaza un strat-filtru intre sterilul de nisip si miezul sedimentelor miniere. 2.6.11.2 Baraje impermeabile Trebuie avut in vedere ca si barajele non-permeabile au sisteme similare cu sistemul de drenare aratat in Figura 4.22 de mai sus. In acest caz, filtrul are scopul de a impiedica cursul infiltratiilor prin miez sa erodeze miezul si panta exterioara a barajului. Un filtru tipic pentru acest tip de baraj poate fi vazut in in Figura 3.14. 2.6.12 Monitorizarea infiltratiilor Infiltratiile prin baraj, asa cum se arata in Sectiunea 2.4.2.5 nu trebuie privite ca ceva negativ. Este important ca infiltratiile controlate sa existe in baraj pentru a asigura stabilitatea, prin reducerea presiunii interstitiale asupra barajului. Cu toate acestea, este esential ca infiltratiile sa fie controlate si administrate atat din punct de vedere al performantei ecologice zilnice, cat si al prevenirii accidentelor. Controlul infiltratiilor este folosit pentru managementul oricarei constructii de baraje. Monitorizand curgerea infiltratiilor normale prin baraj, impreuna cu o buna intelegere a proceselor inconjuratoare (meteorologie, nivelul apei in bazin etc.), se poate obtine o indicare din timp a problemelor care pot sa

Chapter 4

398 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

apar cu barajele. Un flux mai puternic, impreuna cu particulele suspendate din infiltratii, ar putea insemna ca incepe sa apara o pompare prin conducte. Un flux mai slab poate implica infundarea sistemului de drenare/filtrului. Din cauza gradientului hidraulic preponderent (diferenta de presiune hidraulica) intre bazin si imprejurimi, apar infiltratiile, nu numai prin baraj, dar si sub baraj si, in unele cazuri, si prin solul natural care este folosit pentru delimitarea sterilelor. Diferentele de localizare hidrogeologica intre diferite asezari dace necesara efectuarea unei evaluari in functie de asezare la fiecare locatie. In functie de rezultatul acestei investigatii hidrogeologice si de necesitatea de a colecta infiltratiile, sunt disponibile mai multe optiuni de prevenire si colectare. In multe cazuri, se prefera o combinatie de optiuni disponibile. Sectiunea 2.5.14 se refera la controlul infiltratiilor din punct de vedere ecologic. 2.6.13 Stabilitatea barajului si a haldei Stabilitatea pantelor barajului si ale haldei depinde de factori precum: • unghiul de frictiune, saturatia apei, suprafata freatica, presiunea interstitiala • geometria sectiunii transversale • parametrii de rezistenta a materialelor (rezistenta de rupere la forfecare) si a fundatiilor, si factorul

de siguranta care rezulta. 2.6.13.1 Coeficientul de siguranta Coefcientul de siguranta al unei pante este definit ca fiind raportul dintre rezistenta de rupere la forfecare disponibila si tensiunea de forfecare necesar pentru echilibru. [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995] Conform“ Ghidului de Siguranta al Barajelor” finlandez, coeficientul total de siguranta al barajului intr-o stare de flux constant al infiltratiilor ar trebui sa fie de minim 1,5. In ultima etapa de constructie, si pentru a acoperi o scadere brusca a nivelului apei, siguranta totala ar trebui sa fie sub 1,3. [129, Finland, 1997] La asezarea din Zinkgruvan, stabilitatea celor doua baraje a fost controlata de experti externi, barajele avand un coeficient de siguranta de 1,5 si 1,6. Haldele de sedimente miniere la o locatie finlandeza de extragere a talcului sunt proiectate cu un coeficient de siguranta de minim 1,3. La mina de aur din Bergama-Ovacik in timpul functionarii cu plasarea depunerilor superficiale de aluviuni si a sedimentelor miniere pe panta in aval a barajului principal, panta s-a modificat in mai putin de 10˚, marind coeficientul de siguranta a structurii barajului la 2,23, fata de 1,2 cate se foloseste in mod normal la nivel international pentru barajele de retentie a apei. In Germania, barajele de apa si bazinele de steril respecta standardele industriale EN DIN 19700 T10 -15 si DIN 4084), unde este cerut un coeficient de siguranta de 1,3 – 1,4, in functie de diferitele tipuri de incarcaturi de proiectare, si incarcaturi suplimentare (trafic de camioane pe baraj, zapada) trebuie luate in calcul. Conform directivelor Comisie Austriece pentru Baraje Mari, coeficientul de siguranta pentru stabilitatea pantei in cazul unei incarcaturi normale trebuie sa fie de minim 1,3. Pentru siguranta impotriva lichefierii statice a solului, se cere un coeficient de siguranta de minim 1,5. Siguranta impotriva eroziunii interne, calcularea tensiunii asteptate si a miscarilor, stabilitatea impotriva imbatranirii pe termen lung si aspecte referitoare la lichefierea dinamica a solului (de ex. din cauza

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 399

cutremurelor) trebuie de asemenea avute in vedere. Pentru aceste investigatii, cel mai important punct este stabilirea de premise conservative si sigure pentru parametrii geotechnici locali, cat si pentru materiale si fundatie (de ex. prin teste de laborator si de teren). Asa cum am specificat in Sectiunea Error! Reference source not found. pentru baraje pe termen lung, in care tehnica de acoperire a apei coeficientul de siguranta aplicat de 1,5 este de obicei considerat suficient. 2.6.13.2 Stabilitatea haldei de steril din caolin Urmatoarele conditii trebuie indeplinite pentru a construi o halda stabila de steril din caolin: • depozitarea trebuie efectuata pe o suprafata drenata si cu stratul superior de pamant indepartat

pentru a limita alunecarile • materialul trebuie uscat suficient inainte de depozitare, ceea ce necesita un proces de decantare • asta se poate aplica la o dimensiune de 80 µm a particulelor. Pentru a creste nivelul de siguranta in TMF, este necesara efectuarea unui studiu de stabilitate detaliat asupra terenului aflat dedesubt, a inaltimii propuse, a situatiei apei freatice, a conditiilor meteorologice pe termen lung si a compozitiei propuse a sterilelor (tip, dimensiunea granulei, procentaje etc.). Depozitarea poate sa inceapa dupa pregatirea terenului (indepartarea pamantului, straturi moi si slabe) in straturi, si recuperarea pantei finale avand loc imediat dupa aceea. Sedimentele miniere depozitate direct in contact cu terenul de dedesubt trebuie sa aiba o dimensiune necizelata (roci distruse) pentru a asigura permeabilitatea. Pantele inclinate de dedesubt sunt terasate pentru a mari stabilitatea. Apa infiltrata din halde este drenata. [131, IMA, 2003] 2.6.13.3 Stabilitatea barajului de steril de calcar Procedura pentru aprobarea TMF la mina de calcar de la Münchehof a inclus, conform DIN 19700 T 10, o dovada a stabilitatii barajului, incluzand aspecte statice si hidraulice. Calcularea stabilitatii se face cu ajutorul urmatoarelor elemente: • modelarea geotehnica si hidrogeologica • stabilitatea pantei • rezistenta de rupere la forfecare • siguranta impotriva defectarii bazei • siguranta impotriva presiunii interstitiale acumulate in fundatie • stabilitate la surplus si la eroziune. O alta cerinta esentiala pentru stabilitatea barajului este ca materialul de constructie a barajului sa fei potrivit. Acest lucru este investigat prin teste geotechnice. Sunt examinati urmatorii parametri: • unghiul de frictiune • densitatea specifica • compresibilitatea • continutul de apa. In timpul constructiei, s-a aplicat managementul calitatii pe etape pentru a asigura ca parametrii cei mai importanti pentru stabilitatea barajului erau respectati. Acest lucru s-a aplicat la fundatia barajului, la corpul si miezul barajului. [108, EuLA, 2002]

Chapter 4

400 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.6.14 Tehnici pentru monitorizarea stabilitatii barajelor si a haldelor 2.6.14.1 Dezvoltarea unui plan de monitorizare Supravegherea stabilitatii barajului include monitorizarea echipamentelor (on-line sau cu o frecvanta stabilita), inspectii (zilnic/saptamanal/lunar) si auditari/revizuiri detaliate la intervale mai lungi (1 – 20 ani). Un plan de supraveghere este elaborat pe baza unei analize a factorilor critici, a modalitatilor potentiale de defectare si a indicatorilor de defectiuni. Frecventa monitorizarii depinde de evaluarea consecintelor unei defectiuni. Planul de monitorizare include in mod normal: • o descriere a scopului monitorizarii parametrilor individuali • criterii de evaluare a rezultatelor • o identificare a persoanei/functiei responsabile cu monitorizarea, compilarea informatiilor,

evaluarea si raportarea • o lista cu termene de revizuire a planului. 2.6.14.2 Masurari, echipament si frecventa monitorizarii barajelor de steril Monitorizarea stabilitatii barajului include un sistem de monitorizare pentru determinarea stabilitatii reale a TMF, incluzand structurile barajului. Tabelul 4.15 ofera exemple de masurari care sunt efectuate in realitate, echimpamentul folosit si frecventa verificarilor manuale /masurarilor si frecventa relevanta indicata a monitorizarii.

Masurare Echipament Frecventa Nivelul apei in bazin Nivelator, doppler Saptamanal, zilnic

sau online Descarcarea infiltratiilor prin: barajul insusi fundatie punctele de sprijin

deversoare sau containere indicatoare de presiune pentru apa

interstitiala puturi pentru apa freatica

Saptamanal, zilnic sau online

Probe de infiltratii Prelevarea de probe si masurarea turbiditatii Lunar sau saptamanal

Pozitia suprafetei freatice Piezometru (in mod normal tub piezometric deschis)

Lunar sau saptamanal

Presiune interstitiala Piezometru sau manometru cu ac tubular Lunar sau saptamanal

Miscarea coamei barajului si a sterilelor

Data Geodetica pe plaja (baraj complet) si coama barajului, fotografiere din aer, GPS Anual sau bianual

Seismicitate Accelografe pentru miscari puternice Evenimente (nu se intampla la fata locului)

Presiune interstitiala si lichefiere dinamice

Piezometre cu coarda vibranta Anual

Mecanismul solului Penetrometre pentru densitate si rezistenta de rupere la forfecare

Anual (numai in timpul etapei de proiectare)

Procedeuri de amplasare a sterilelor

Rezistenta de rupere la forfecare, compresibilitate, consolidare, dimensiunea granulei si probe de densitate, latimea plajei ca indicatie a suprafetei freatice via fotografiere din aer sau din satelit

Anual (numai in timpul etapei de proiectare)

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 401

Tabelul 0.12: Masuri tipice, frecventa lor si echipamentele necesare pentru monitorizarea barajelor de steril Adaptat din [7, ICOLD, 1996] Tabelul 3.22, Tabelul 3.23 si Tabelul 3.24 prezinta exemple de masurari efectuate la unele statii de prelucrare a metalelor de baza.

Masurare Echipament Frecventa Geometria bancului/pantei GPS Bianual Drenaj Sub-tip Stavilar/crestaturi in V Anual Presiune interstitiala (unde exista un risc potential)

Piezometre/ tubuti piezometrice Anual

Tabelul 0.13: Masuri tipice, frecventa lor si echipamentele necesare pentru monitorizarea haldelor 2.6.14.3 Inspectie si audit/revizuiri Planul general de monitorizare include in mod nomal si planuri de inspectie si audit/revizie. Tabelul 4.17 propune un program de monitorizare in timpul functionarii si in etapa de intretinere ulterioara.

Frecventa Tipul de evaluare Faza operationala Faza de

intretinere ulterioara

Personal

Inspectie vizuala Zilnic Bianual Operatori de baraj, dupa inchidere probabil personal

pentru intretinere Revizie anuala Anual Anual Inginer Audit independent Bianual La fiecare 5 - 10

ani Expert independent

Evaluarea sigurantei barajelor existente (SEED)

15 - 20 ani 15 - 20 ani Echipa de experti independenti

Tabelul 0.14:Regimul de evaluare al barajului de steril in timpul functionarii si in faza de intretinere ulterioara

Frecventa Tipul de evaluare Faza operationala Faza

operationala

Personal

Inspectie vizuala Zilnic Bianual Operatori haldei, dupa inchidere probabil personal

pentru intretinere Revizie geotehnica Anual La fiecare 2 ani Inginer Audit geotehnic independent

La fiecare 2 ani La fiecare 5 - 10 ani

Expert independent

Table 0.15: Regimul de evaluare al haldelor in timpul functionarii si in faza de intretinere ulterioara

Frecvenele numite pentru faza de intretinere ulterioara sunt relevante pentru perioada initiala de dupa inchidere. Pe baza rezultatelor, frecventa poate fi scazuta in timp in asa masura, incat inspectiile, auditurile/revizurile sa nu mai fie necesare daca recultivarea este completata corect. Mai mult, programul de monitorizare in timpul intretinerii ulterioare permite verificarea atingerii obiectivelor generale ale inchiderii si ale functionarii pe termen lung. Daca obiectivele inchiderii nu sunt atinse, trebuie luate masuri de corectare in timpul perioadei de verificare.

Chapter 4

402 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Activitatile de rutina pentru determinarea stabilitatii barajelor si a haldelor pot include urmatoarele: Inspectii vizuale – efectuate de un operator/supraveghetor cu experienta, urmarind o lista prestabilita de bifat care se concentreaza pe caracteristicile care pot duce la aparitia de probleme daca nu sunt corectate, de exemplu supra-plin blocat, pompe stricate, eroziune excesiva, umiditate excesiva la baza pantei etc. Aceste liste de bifat se bazeaza pe caracteristici care se pot observa imediat de de operatorii experimentati si care pot fi corectate cu usurinta intr-o perioada de timp rezonabila. Acest tip de inspectie simpla poate pastra o halda sau un bazin intr-o stare buna de functionare; adica inspectiile zilnice nu ar trebui sa se bazeze pe probleme care necesita o abordare mai detaliata din punct de vedere stiintific. Este importanta pastrarea unei evidente a acestor inspectii zilnice care sa poata fi consultata in viitor, si, daca aceste inspectii duc la identificarea unor probleme care nu pot fi corectate de operator sau care sunt extrem de anormale, exista o procedura de a anunta o persoana mai competenta. Un exemplu de probleme care trebuie bifate in timpul inspectiei zilnice poate fi gasit in Anexa 6. Revizii anuale – acestea includ o inspectie topografica completa a structurii cel putin o data pe an, sau mai frecvent daca structura este mare si in continua dezvoltare. Planuri si sectiuni transversale clare ale structurii trebuie sa fie pregatite dupa completarea acestor inspectii topografice, toate fiind salvate intr-o baza de date accesibila. Cel putin o data pe an, trebuie facute masurari clare ale "stalpi de observatie" sau "platouri" inaltate pe structura (mai ales la bazinele de steril), verificand existenta oricarui semn de miscare orizontala sau verticala. Este important ca acesti stalpi sa aiba o data de referinta pe solul de sub amprenta structurii. In structuri unde exista un risc potential al unei suprafete freatice inalte sau al zonelor de infiltratii (cel mai probabil in bazinele de steril), trebuie instalat un sistem de piezometre verticale, atat in structura suprafetetei de deasupra falezei de steril, cat si sub nivelul solului in substraturi. Aceste piezometre trebuie sa se citeasca cel putin o data pe ‘anotimp’, adica iarna, primavara, vara si toamna, pentru a inregistra orice diferenta in functie de anotimp, mai ales in fluxul apei freatice. Daca se depoziteaza in mod deliberat nivele inalte de apa intr-un bazin (poate pentru controlul emisiilor de praf), atunci poate fi necesar ca aceste piezometre sa fie citite mai des. Aceste citiri sunt salvate in mod ideal intr-un computer si sunt adnotate pe schitele sectiunilor transversale, astfel incat ‘performanta infiltratiilor’ structurii sa poata fi identificata usor. Acolo unde infiltratiile din structura falezei sunt eliberate de sau curg printr-un sistem de drenare (de ex. tevi/filtre cu pietre etc.), aceste sisteme sunt dotate in mod normal cu stavilare de masurare sau conductoare astfel incar orice scadere sau crestere poate fi identificata si inregistrata pentru referinte ulterioare. Aceste sisteme trebuie sa fie verificate cel putin o data pe anotimp, si orice schimbare brusca sau anormala ar trebui semnalata unei persoane mai competente. Un exemplu de probleme care trebuie bifate in timpul reviziei anuale poate fi gasit in Anexa 6. Audituri independente – trebuie efectuate cel putin o data la 2 ani pentru structurile care functioneaza deja. Aceste verificari sunt efectuate de o echipa de experti (adesea incluzand un expert independent). Aceste evaluari includ o verificare a tuturor informatiilor disponibile, a evidentelor inspectiilor zilnice, a rezultatelor supravegherii, a masurarilor piezometrelor etc, pentru a putea sa se ajunga la formarea unei opinii referitoare la stabilitatea structurii; atat la momentul evaluarii, cat si in timpul perioadei de pana la urmatoarea evaluare. Daca evaluarea identifica orice probleme de majore, este esential ca persoana competenta sa comunice aceste probleme operatorului, inclusiv recomandari pentru rezolvarea problemei. [131, IMA, 2003] Auditul SEED – (Safety Evaluation of Existing Dams, trad. Evaluarea Sigurantei Barajelor Existente) auditurile sunt efectuate o data la 15 - 20 ani de catre o echipa de experti independenti. Aceste audituri includ trecerea prin toata documentatia referitoare la baraj, verificarea tutturor presupunerilor de baza care au dus la proiectarea si construcirea barajului si evaluarea coerentei intre proiect si barajul

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 403

construit. Auditurile ar trebui sa includa si o revizuire a tuturor informatiilor disponibile, a evidentelor inspectiilor zilnice, a rezultatelor supravegherii, a masurarilor piezometrelor etc. In acest tip de inspectie, trebuie avute in vedere toate dezvoltarile noi din aceast domeniu al sigurantei barajelor si al hidrologiei si trebuie facute sugestii referitoare la actualizarea barajului existent, comparandu-l cu noile cunostinte si dezvoltari. Rezultatul inspectiei va duce la formarea unei opinii de catre experti despre stabilitatea structurii. Pentru mai multe informatii despre audituri vezi si Sectiunea Error! Reference source not found.. 2.6.14.4 Stabilitatea straturilor de sprijin Cele mai stabile instalatii de steril sau sedimente miniere vor esua daca fundatia pe care sunt construite nu este stabila. De aceea este important sa investigam daca straturile de baza sunt potrivite, inca din faza de planificare (vezi Sectiunea Error! Reference source not found.). In timpul functionarii haldelor de steril de potasiu, de exemplu, stabilitatea straturilor de baza este controlata regulat prin monitorizare seismica, care cauta si determina evenimente seismice, seismic-acustice si geomecanice sau tasarea suprafetei rezultata din activitatile miniere. Investigarea pilierilor si determinarea compusilor minerali sunt folosite pentru a calcula si observa stabilitatea spatiilor exterioare (vezi Sectiunea Error! Reference source not found.). Acest tip de monitorizare este potrivit pentru operatii in care exista un istoric de evenimente seismice, sau care se afla in apropierea unor operatii miniere in desfasurare. 2.6.15 Gestiunea cianurii Pe langa tratarea cianurii (vezi Sectiunea 2.5.15.8), lesierea CN si gestiunea CN implica in general o cantitate mare de masuri de sigurante pentru a preveni accidentele si impactele negaticve asupra mediului. Propiectarea instalatiei include de asemenea mai multe solutii tehnice in vederea prevenirii accidentelor si a impactelor asupra mediului, cum ar fi: • incorporarea unui circuit integrat de distrugere a cianurii in instalatia de lesiere. Acest circuit are o

capacitate din proiectare dubla fata de capacitatea necesara in realitate • folosirea sistemului bazinelor de steril ca o a doua statie de tratare a cianurii, ceea ce serveste ca

rezerva pentru circuitul de distrugere a cianurii • combinarea sterilelor de flotatie (pentru extractia metalelor de baza) si a apei reziduale din

circuitul de lesiere a aurului inainte de distrugerea cianurii pentru a preveni o crestere a pH-ului, care ar putea provoca dizolvarea complexelor de cianura deja precipitate

• instalarea unui sistem de rezerva pentru adaugarea de calcar • corectarea circuitului de lesie spre un bazin de colectare cu un volum egal cu capacitatea unui tanc

de lesie • amplasarea tancurilor de lesie intr-un canal de beton cu o berma inconjuratoare, care functioneaza

si ca bariera de coliziune. Capacitatea canalului depaseste volumul unui tanc de lesie. Solul este incalzit pentru a evita depozitarea zapezii si ghetii in timpul iernii

• pastrarea de tancuri de lesie deschise in aer liber • instalarea de generatoare de curent de rezerva • pomparea tuturor scurgerilor inapoi in circuit. Alte informatii despre gestionarea cianurii se gasesc pe pagina de internet a codului international de gestiune a cianurii pentru fabricarea, transportul si folosirea cianurii in productia de aur: www.cyanidecode.org 2.6.16 Drenarea sterilelor

Chapter 4

404 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Sterilul sub forma de slam contin de regula 20 – 40 % din greutate corpuri in stare solida, dar au fost intalnite si situatii cu substante solide in proportie de la 5 la 50 %. Aceasta situatie este rezolvata de obicei cu ajutorul barajelor de steril (vezi sectiunea Error! Reference source not found.). Acesta este de fapt modul cel mai eficient din punct de vedere al costurilor de a rezolva situatia acestor steril. Alte avantaje ale acestui mod de rezolvare a problemelor legate de aceste steril: • nu se formeaza praf, datorita saturatiei cu apa a sterilelor (aceasta se poate schimba, daca sterilul

sunt o parte din plaja si sunt expuse la soare si vant) • ARD este oprit. Principalul dezavantaj cand avem de a face cu steril malos este mobilitatea lor. In cazul in care structura de indiguire (de ex. barajul) se prabuseste, sterilul se fluidifica si pot produce daune considerabile, datorita caracteristicilor lor fizice si chimice. Pentru a evita aceasta problema au fost dezvoltate cateva alternative, de ex. sterilul “uscate” si sterilul “decantate” (vezi sectiunea 2.6.16.1 si 2.6.16.2). Dupa cum se poate vedea in tabelul 3.59 si in tabelul 3.60 costurile pentru managementul sterilelor maloase variaza intre 0,3 si 1,6 per EUR pentru tona de steril uscate. 2.6.16.1 ‘Sterilul uscat’ La mina Greens Creek din Statele Unite, sterilul este decantat si apoi filtrat pentru a obtine o turta filtrata care sa contina aproximativ 12 % umiditate. Cam jumatate din aceste steril filtrate sunt folosite ca rambleu in mine, dupa ce sunt amestecate cu ciment in proportie de 3 - 5 %. Sterilul care raman sunt transportate la suprafata, intr-o zona de colectare, unde sunt comasate dupa anumite specificatii astfel incat sa se reduca infiltratia de apa si oxigen. Sterilul sunt fine (80 % depasind 20 – 30 µm) si necesita un proces scump de drenare cunoscut ca filtrare sub presiune. Metoda ‘sterilelor uscate’ s-a dovedit a fi singura metoda practica si (economica) pentru Green Creeks, datorita lipsei unei zone potrivite pentru un bazin de steril conventional, si datorita specificatiilor pentru rambleu. Totalul costurilor operationale pentru evacuarea sterilelor “uscate” de la Green Creek este probabil in jur de 4 – 6 USD pe tona (anul 2002) pentru 1000 tone de steril pe zi. Costurile se refera la reactivii de decantare, aerul comprimat (mai ales putere electrica) pentru filtrele de presiune, munca de operare si intretinere si transportul sterilelor 15 km pana la barajul de la suprafata. Aceste costuri sunt mult mai mari decat cele in cazul sistemelor de depzitare cu slam “umed”, unde sterilul este condus intr-un bazin de steril (adesea de gravitatie) si sunt lasate sa se depuna, iar apa curata este pompata in instalatie de procesare. La mina Asturiana de Zinc, costul pentru drenare prin benzi filtrante este momentan de 0,95 EUR pe tona de minereu. Costul investitiei pentru instalatia de filtrare a fost de 3,5 milioane EUR. La statia Neves Corvo, se asteapta un cost de 2,5 EUR pe tona de minereu pentru drenarea cu filtre sub presiune. Aceste steril, avand un potential sigur de producere de acid, vor fi acoperite in mod rapid (in decursul a 8 luni), pentru a se evita oxidarea. O alta evacuare pe scara mare a sterilelor uscate are loc in cadrul proiectului La Coipa de extractie prin solubilizare a aurului/argintului in Chile. Acolo, 15000 t/zi de steril sunt drenate prin filtre centura cu vid si transportate apoi intr-un sistem de stivuire in zona barajului. Costurile sunt mult mai reduse decat la Greens Creek, deoarece: • sterilul se prezinta sub forma unor granule mai mari si pot fi filtrate mai degraba cu ajutorul

filtrelor cu vid, decat cu ajutorul filtrelor de presiune. • economii pe scara mare (15000 t/zi vs. 1000 t/zi), si

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 405

• conditiile santierului (clima uscata de desert vs. clima umeda muntoasa). [120, Sawyer, 2002] In cazul sterilelor care au potential ARD, metoda sterilelor uscate poate sa duca la o oxidare ireversibila, ceea ce se opune principiului de prevenire ARD. Nu este practic sa se acopere sterilul pentru a preveni aceasta oxidare. In operatiile hidrometalurgice (respectiv lesierea), aceasta metoda este o parte a procesului. In combinatie cu straturi de argila naturala prezente la sedimentarea sterilelor, aceasta metoda poate fi aplicata (Vezi sectiunea 6.4). Aceasta metoda poate fi preferata in cazul in care spatiul disponibil este limitat. Totusi si in acest caz trebuie luate in considerare posibile efecte colaterale, ca de exemplu consumul de energie pentru filtrare, emisiile produse in timpul transportului si posibilele emisii de praf. Pentru multe statii la scara mica, aceasta metoda este interzisa din cauza costurilor, deoarece costul pentru managementul sterilelor poate sa depaseasca costul minereului. Exista cateva legi prin care se prevede ca sterilul care contin apa cu potential ARD sa fie pastrate in forma saturata tot timpul, prin urmare in multe cazuri tehnica prezentata nu e o optiune valabila. Costul pentru aceasta tehnica creste exponential cu scaderea dimensiunii granulei. In toate minele de potasiu din Europa, sterilul sunt tratate uscat. 2.6.16.2 Sterilul decantat O optiune pentru un management al sterilelor mai sigur este evacuarea pastei (sau a sterilelor decantate) decat evacuarea namolului [116, Nilsson, 2001]. Bazele acestei tehnici au fost prezentate in sectiunea 2.4.3. In primul rand, gestionarea sterilelor decantate necesita folosirea echipamentului mechanic pentru a drena sterilul pana la aprox. 50 - 70 % corpuri solide. Sterilul sunt apoi imprastiate pe straturi pe zona de depozitare, pentru a permite o drenare urmatoare printr-o combinatie de drenare si evaporare [11, EPA, 1995]. Principala diferenta fata de sterilul ‘uscate’, prezentate in sectiunea anterioara, este cantitatea de corpuri solide dupa drenare.In cazul metodei ‘uscate’ sterilul sunt filtrate pana se formeaza o ‘turta’ cu aproximativ 12 % umiditate. In cazul sterilelor decantate se formeaza o ‘pasta’ cu 30 – 50 % umiditate (de ex. 50 – 70 % corpuri solide). Principalul avantaj al acestei tehnici este ca sterilul sunt mai putin mobile, ceea ce este benefic in cazul unei explozii a barajului de steril. Alte avantaje si dezavantaje sunt : Avantaje: • costuri de intretinere si inchidere reduse • capacitatea de depozitate este mai mare pentru aceeasi inaltime de barajului (nu este si cazul

gestionarii slamului rosu) • cusceptibilitatea de lichifiere este scazuta, dand mai mare rezistenta la cutremure • este evitata necesitatea unui sistem de decantare • infiltratie redusa in terenul din imprejur • majoritatea cantitatii de apa este separata la instalatia de procesare minerala, prin urmare

necesitatea reciclarii apei din bazin este redusa. [77, Robinsky, 2000]

Chapter 4

406 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Dezavantaje: • transportul sterilelor decantate poate fi dificil si costisitor; poate fi mai eficient daca exista utilajul

de decantare direct la santier [21, Ritcey, 1989] • poate aparea producerea de praf de la suprafata prea uscata, de aceea este posibil sa fie necesar un

sistem de irigare [21, Ritcey, 1989] • este necesara construirea unui sistem de colectare a apei de suprafata care este produsa prin balotaj

si prin drenare. Apa colectata necesita o gestionare potrivita. Pe langa faptul ca aceasta metoda este o metoda de salvare, ea a fost recomandata sa acopere bazinele de steril conventionale existente [21, Ritcey, 1989]. Metoda sterilelor decantate poate fi un avantaj special in urmatoarele conditii: • in cazul unei topografii intinse, care sa permita dezvoltarea unui depozit larg in forma conica cu

pante netede • unde contruirea unui baraj conventional poate fi costisitoare din cauza conditiilor santierului • unde sterilul sunt atat de fine incat nu sunt prezente particule macrogranulare. [21, Ritcey, 1989] Aceasta metoda nu se aplica in urmatoarele conditii: • mai putin de 15 % <20 µm (baza uscata) in steril [138, Verburg, ] • daca sterilul au un potential de formare de acid O publicatie sustine ca sterilul decantate sunt recomandate si pentru sterilul cu potential de formare de acid. Aceasta remarca este sustinuta de faptul ca particulele fine in amestecul omogen a sterilelor decantate produc o suctiune capilara ridicata care mentine sterilul intr-o stare saturata, astfel ca este inhibata producerea de acid [77, Robinsky, 2000]. Totusi aceasta idee este adesea disputata si nu a fost inca demonstrata la scara industriala completa. Figura 4.23 arata comparatia dintre un sistem de steril decantate si un bazin de steril conventional in aceeasi locatie.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 407

Figura 4.15: Comparatia dintre un sistem de steril decantate si un bazin de steril conventional in aceeasi asezare geologica [77, Robinsky, 2000] Sterilul decantate sunt depozitate la 50 - 70 % corpuri solide. Aceasta inseamna ca ele contin mai multa apa decat poate fi stocata in volumul porilor sterilelor, ceea ce implica ulterior ca o parte din apa va trebui sa fie evacuata din instalatie. Costurile operative pentru sterilul decantate sunt aproximativ cu 25 % mai ridicate decat in cazul managementului sterilelor maloase daca sunt folositi decantori de adancime si cu 40 % daca sunt folosite filtre. Pentru rafinarea aluminei principalele diferente dintre folosirea sterilelor decantate si a celor maloase pot fi rezumate dupa cum urmeaza:

Chapter 4

408 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Managementul sterilelor maloase implica mult mai multa apa care contine mal. Aceasta metoda are dezavantajul ca slamul este pompat usor in conducta cu ajutorul unor pompe obisnuite cu centrifuga la o presiune relativ mica. Apa necesara pentru eliminarea malului poate fi apa de mare, daca aceasta se gaseste in apropierea rafinariei, impreuna cu o neutralizare a causticului rezidual. Pomparea poate fi facuta pe distante relativ mari (cativa kilometri) intre rafinarie si bazin, fara a exista pericolul de scadere a presiunii pe lungimea conductei. Managementul sterilelor decantate este asociat cu o recuperare buna a lesiei caustice mama, deoarece managementul la bazin nu va implica o alta neutralizare. Densitatea si vascozitatea sterilelor decantate (uneori denumite si ‘pasta’) este atat de ridicata incat drenarea este realizata de preferat la the TMF, exceptand cazul cand halda este in apropierea rafinariei. Daca doua santiere sunt la o oarecare distanta unul de celalalt, pomparea se face la o densitate mica inaintea drenarii la bazinul santierului, pentru a produce slam decantat chiar de la baza bazinului, iar in acest caz surplusul de apa este pompat inapoi in instalatie. De aceea, aceasta tehnica implica o investitie in plus pentru o statie de pompare la presiune inalta, ca de exemplu pompele cu membrane, sau o instalatie cu un decantor de adancime la bazin, de ex. cand bazinul este departe de rafinarie. Compactarea slamului decantat si vechi nu prezinta diferente importante fata de sterilul ‘mature’. In ambele cazuri, cifrele arata aproximativ 70 % corpuri solide. 2.6.16.3 Drenarea sterilelor fine de carbune In unele operatii cu carbune, sterilul fine <0,5 mm provenite de la flotatie sunt mai intai decantate pana la 25 – 50 % materie solida. Fiind suficient spatiu pentru depozitarea finala in bazinele construite, sterilul fine procesate sunt transportate via conducte sau camioane – in functie de distante si volume - catre bazine. Daca se alege ca sterilul fine sa fie depozitate in gramezi, de exemplu din considerente de capacitate ale zonei, sterilul trebuie sa fie in continuare drenate pentru a obtine o stabilitate structurala suficienta. In principiu sunt aplicate trei metode pentru reducerea continutului de apa a sterilelor decantate: • Presele cu camera filtranta - de obicei pentru mai mult de 1000 m² din apa filtrata, rezultand

75 - 80 % materie solida (vezi sectiunea 2.3.1.10) • solid bowl centrifuges-rezultand 50 – 70 % materie solida (vezi sectiunea 2.3.1.10) • bazine de sedimentare-rezultand 50 – 70 % materie solida (depozitare temporara in bazine, vezi

sectiunea Error! Reference source not found.). 2.7 Reducerea amprentelor Managementul sterilelor decantate sau uscate poate reduce amprenta (vezi mai sus). Din alte puncte de vedere, cel mai eficient mod de a reduce amprenta instalatiilor pentru gestionarea sterilelor si sedimente miniere este sa se foloseasca ca rambleu o parte sau toate aceste materiale. Totusi, ar trebui subliniat ca in multe cazuri, chiar daca multe dintre aceste steril si/sau sedimente miniere sunt folosite ca rambleu, gestionarea de suprafata va fi necesara datorita volumului mare de material extras. In cazul tuturor metodelor de reducere a amprenta trebuie insa stabilit impactul asupra mediului inconjurator. 2.7.1 Rambleul sterilelor O descriere de baza a rambleului a fost deja facuta in sectiunea 2.4.5. Motive posibile pentru aplicarea rambleului sunt:

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 409

• pentru exploatari de adancime, pentru :

a realiza o platforma de lucru pentru a extrage minereul la suprafata a asigura stabilitatea solului a reduce tasarea de adancime si suprafata a realiza un support acoperis astfel incat alte parti de minereu pot fi extrase si pentru a creste

siguranta a realiza o alternativa la evacuarea la suprafata a imbunatati aerisirea

• Pentru exploatari in cariera deschisa, pentru:

Incetarea exploatarii/peisagistica motive de siguranta reducerea amprenta (de ex. ca alternativa la contruirea de bazine sau halde) minimalizarea riscului prin rambleu in cariera in loc de a construi un bazin sau o halda noi.

Este important sa se analizeze cu atentie toate optiunile disponibile, deoarece rambleul nu poate intotdeauna fi solutia cu cel mai mic impact. Limitatoarele mari care sunt create in subnivelul de oprire fac din metoda de exploatare combinata cu rambleu o metoda ideala, deoarece este usor sa se inlature sterilul solide sau maloase prin deschideri mari. Vidurile mici care raman in peretii longitudinali, camere si coloane duc la costuri ridicate pentru rambleu. Rambleul poate fi aplicat in aceste cazuri daca minerul are o valoare ridicata si rambleul permite o rata de extractie mai ridicata, deoarece stalpii de siguranta pot fi exploatati dupa ce in vidurile anterioare a fost aplicat rambleul. Daca se aplica daramarea, rambleul nu este posibil, deoarece vidurile sunt imediat umplute cu materialul care cade. Un alt camp de aplicare este rambleul gropilor deja exploatate sau a altor ‘deschideri’. Rambleul sterilelor maloase in gropi inca operative nu este posibil de obicei. Din punct de vedere economic, rambleul hidraulic este optiunea cea mai interesanta. Totusi daca metoda de exploatare solicita rambleu pentru a stabiliza mai rapid, poate fi necesara adaugarea de ciment. In majoritatea cazurilor adaugarea de ciment va face rambleul neeconomic. De aceea in cateva operatii sunt folosite legaturi alternative. In functie de situatia de la fata locului aceste materiale sunt disponibile la costuri mai scazute sau nu implica nici un cost. Pentru un santier costul pe tona de cenusa zburatoare livrata la o mina se ridica la 17 – 18 EUR (anul 2003). Transferul sterilelor la mine din cariere este de obicei economic numai daca carierele sunt la maxim cativa kilometri distanta si sterilul pot fi transportate prin conducta. Pentru minele de adancime din Europa care au la baza metal, sterilul (16 – 52% din totalul sterilelor) sunt in mod obisnuit operatii de ramblaiere. La Pyhäsalmi, 16 % din steril sunt folosite la rambleu, 84% care raman (180000 t/an) sunt depozitate intr-un bazin de steril. Acest procent relativ mic poate fi explicat prin faptul ca doar sterilul macrogranulare sunt potrivite pentru rambleu. 2.7.1.1 Rambleul ca parte a metodei de exploatare La Garpenberg si Garpenberg Norra, metoda de exploatare folosita este ramblaierea cut-and-fill. Fractiunea necizelata a sterilelor (cateodata este numita si ramblaiere hidraulica) este aplicata ca rambleu si folosita ca platforma cand minereul este adus la suprafata. Figura 4.24 ilustreaza cum este folosit rambleul in metoda cut-and-fill.

Chapter 4

410 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Figure 0.16: Exploatarea cut-and-fill folosind rambleul (hydraulic cu nisip) ca platforma de lucru in exploatarea minereului [93, Atlas Copco, 2002] In toate vidurile (sau deschiderile) create la Garpenberg este aplicat rambleu din sedimente miniere si steril. Concentratiile alcatuiesc aproximativ 10 % din minereul procesat, ceea ce inseamna ca 90% devine steril si 50% din aceste steril sunt folosite ca rambleu. Cand minereul este distrus, zdrobit si volumul solului creste cu aproximativ 60%, ceea ce inseamna ca volumul sterilelor in Garpenberg este aproximativ 145 % din volumul minereului extras. Nu exista posibilitati sa fie aplicate ca rambleu mai multe steril de adancime din motive geometrice. La Zinkgruvan, metoda de exploatare folosita impune de asemenea rambleul. 2.7.1.2 Rambleul in exploatarea in cariera la scara mica deschisa Intr-o cariera mica de barita din Spania, sterilul fine sunt drenata intr-un bazin si “cake” este apoi descarcata cu ajutorul camioanelor intr-o groapa deschisa. Aceasta tehnica se poate aplica in operatiuni pe scara mica si in conditii climatice care permit ca sterilul sa fie drenata foarte repede. [110, IGME, 2002]. 2.7.1.3 Rambleul sterilelor filtrate Intr-o statie de feldspat in Southern Pyrenees, sterilul, care contin de la 1 la 5 % CaF2, sunt rambleu in mina dupa ce sunt drenate cu prese filtrante. 2.7.1.4 Rambleul partial in carierele deschise

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 411

La statiile de fledspat in Segovia, sunt produse 110000 t/an steril (productia de minereu 600000 t/an). Acestea sunt formate din fractiune de nisipoasa (80000 t/an) si din steril dupa flotatie. Fractiunea nisipoasa este formata din nisip granulos pentru care nu exista o piata. Ele sunt folosite ca rambleu intr-o cariera deschisa. Sterilul din flotatie sunt filtrate. Deseul filtrat este folosita ca rambleu in timp ce namolul ramas este trimis la un bazin mic. Suprafata de rambleu in cariera deschisa a fost pregatita prin amplasarea unui sistem de drenare pentru a controla si colecta apa de drenare inainte ca aceasta sa fie varsata in rau. 2.7.1.5 Rambleul intr-o cariera de suprafata Bazinul de steril a carierei de calcar Flandersbach este aplasat intr-o cariera de suprafata. Astazi suprafata este de 27 ha. In viitor, suprafata va fi de aproximativ 60 ha. Capacitatea totala este de peste 30 Mm³. Bazinul se afla in apropierea unei instalatii de procesare a minereului. Conductele pentru apa de procesare catre bazin si pentru apa curata inapoi la instalatia de procesare a minereului au o lungime de aproximativ 1 km. Este de asemenea un aflux de apa provenita de la panza freatica in bazin de la drenarea carierei.Surplusul de apa este condus intr-un rau din apropriere. [107, EuLA, 2002] 2.7.1.6 Rambleul subteran In minele de potasiu, rambleul este aplicat in straturi abrupte unde este practicat limitarea sub nivel (numita si ‘funnel mining’). Opritorii de suprafata, avand o inaltime de 100 – 250 m, sunt reumplute cu steril saline 2.7.1.7 Rambleul in exploatarea la adancime a carbunelui In exploatarea la adancime a carbunelui, rambleul este de asemenea o optiune. Aceasta poata fi facuta transportand sterilul inapoi in zonele de lucru la adancime si umpland cavitatile create anterior, denumite si ‘gob’ sau ‘goaf’. In exploatarea de carbune, rambleul depinde de unele conditii geologice si tehnice pentru a fi aplicata cu success din punct de vedere economic. Deoarece continutul de argila din steril formeaza un carbune dur, pot aparea blocaje in conductele prin care este pompata apa. In zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren au fost preferate in trecut metode de rambleu pneumatic. In anii 1970, au fost dezvoltate metode de rambleu pentru inchiderile la adancime care sa permita integrarea tehnicii de reumplere in tehnologia de extractie, transport si tehnologie de suport a fetei. Au fost identificate limite ale operatiilor de rambleu pneumatic in cazul unei inchideri de adancime mica si grosimi a stratului de inchidere mai mici de 1,9 m. Cateva incercari de aplicarea a metodelor de reumplere prin tivire mai mici de carbune au esuat. Costurile de investitie pentru o infrastructura de rambleu adecvata in minele de carbune Ruhr, Saar and Ibbenbüren se ridica pana la 40 milioane EUR. Investitii suplimentare au aratat ca costurile operative implicate de operatiunile de rambleu in valoare de pana la 20 EUR pe tona de carbune produs, se impart in mod egal intre costurile de personal si costurile pentru materiale. Aplicarea tehnicii rambleu aduce cu sine o povara considerabila din punct de vedere economic datorita investitiei mari si a costurilor operationale ridicate (datorita si pierderilor aparute in operatiile de extractie). Operatiile rambleu, de aceea, sunt luate in calcul in cazurile cand ele pot fi suportate din punct de vedere economic sau sunt necesare din motive ecologice din cauza situatiei solului la suprafata. Rambleul nu este practicat momentan in zonele Ruhr, Saar si Ibbenbüren. Cateva avantaje posibile ale tehnicii rambleului pneumatic, sunt :

Chapter 4

412 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• reducerea in denivelarea suprafetei cu aproximativ 50 % comparativ cu daramarea si prin urmare si reducerea daunelor de exploatare interne si externe pe suprafata.

• reducerea volumului de steril care trebuie gestionat la suprafata • prelungirea timpului de viata operational a santierelor existente sau planificate • reducerea costurilor pentru gestionarea la suprafata a sterilelor • o mai buna rezolvarea a problemelor create de presiunea starturilor de roca • avantaje pentru sistemul de aerisire a minei, imbunatatirea conditiilor climatice la adancime • in anumite conditii, reducerea captarii apei freatice Totusi, toate acestea trebuie tratate luand in considerare si seria de dezavantaje, de ex.: • de obicei, miscarile de denivelare dureaza mai mult in comparatie cu metoda darmarii (poate

cauza intarziere in lucrarile de reabilitare a suprafetei sau daune repetate la zone deja reparate) • timp nefolosit in productia de carbune datorita problemelor aparute in operatiile de rambleu. (de

ex. defectiuni la conducta de rambleu); aceasta poate cauza o dinamica de extractie deficitara, adica schimbarea incarcaturii (intarzierea/accelerarea proceselor de miscare acoperind suprafata si straturile de roca)

• panouri pentru reumplere adiacente la panourile de surpare afecteaza marginea stalpului, ceea ce este echivalent cu cu varf pe suprafata terenului

• • pericol mai ridicat de explozie a rocii comparativ cu cel in cazul metodei de surpare • instalarea unui sistem de rambleu la o mina de carbune deja existenta este foarte dificila si

costisitoare (dimensiunea drumurilor subterane si a cailor de acces) • necesitatea unui al doilea sistem de transport pentru steril in directia opusa transportului de

carbune implica o investitie foarte ridicata • este necesara o sincronizare perfecta intre cantitatea de steril si productia de carbune • metoda rambleului limiteaza operatiunile de suprafata din punct de vedere al vitezei si a capacitatii

de productie a panelului, si necesita uneori paneluri alternative • posibil risc din cauza sterilelor din puturi pentru personalul responsabil de transport • cresterea costurilor de productie cu cel putin 20 EUR pe tona de carbune prin operatiile rambleu [79, DSK, 2002] • cresterea pericolelor de siguranta, in special cand la aplicarea rambleului se adauga pierderi mari

(de ex. cenusa zburatoare), datorita faptului ca drumul de transport si culoarele sunt inguste. 2.7.1.8 Adaugarea de lianti Pentru a depasi lipsa coeziunii adevarate in rambleul hidraulic, sunt adaugate cateodata ciment si/sau alti lianti. Acesti lianti pot fi cenusa zburatoare sau cenusa de la instalatii mari de ardere, crematorii de steril sau cuptoare de topit. Ei pot inlocui o parte sau tot cimentul. Compatibilitatea lianti alternativi depinde de continutul oxidului de calciu, care determina duritatea finala si timpul de reactie. Adesea este necesara o cantitate mai mare de lianti pentru a atinge duritatea finala obtinuta prin utilizarea cimentului. Problemele posibile asociate cu folosirea acestor materiale pot fi calitatea diferita, un pH ridicat si prezenta metalelor grele sau a elementelor solubile. 2.7.1.9 Drenajul cavitatilor ramblaiate Rambleul hidraulic in cavitati de adancime trebuie sa fie drenat. Figura 4.25 prezinta un exemplu de sistem de drenare.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 413

Figure 0.17: Sistem de drenare a rambleului 2.7.1.10 Umplutura O modalitate specifica de rambleu este folosirea pastei. (vezi sectiunea 2.4.5). La aceasta tehnica, intreaga cantitate de steril (nu numai fractiunea necizelata) este amestecata cu ciment pentru a crea o pasta. Prin aceasta, densitatea amestecului creste si pot fi depositate mai multe steril in vidurile de adancime [118, Zinkgruvan, 2003]. In felul acesta se anticipeaza ca pana la 65% din cantitatea de steril vor putea fi folosite ca rambleu in comparatie cu 50% cand este folosit rambleul hidraulic. Cateva mine se orienteaza catre rambleul cu pasta, deoarece este necesara o cantitate mai mica de ciment (3 – 6 %) pentru a obtine soliditatea echivalenta de care e nevoie pentru a opune rezistenta presiunii acoperisului, comparand cu rambleul hidraulic traditional. [94, Life, 2002] Alte avantaje ale acestei tehnici, pe langa cantitatea mare de rambleu, sunt: • pentru apa de mina cu pH scazut: cresterea pH-ului in apa de mina datorita folosirii cimentului • mai putina apa in comparatie cu rambleul hidraulic traditional • o mai mare stabilitate deoarece vidurile nu sunt umplute numai cu steril si si cu ciment Dezavantaje: • costul pentru constructia instalatiei pentru pasta • costuri suplimentare pentru ciment [118, Zinkgruvan, 2003] • este necesara o structura de indiguire proiectata. Pasta este o varianta in cazul in care: • este nevoie de un rambleu competent • sterilul sunt foarte fine, astfel incat exista prea putin material pentru rambleul hidraulic. In acest

caz cantitatea mare de steril fine trimise la bazin sunt drenate foarte lent. • este de preferat ca apa sa nu patrunda in mina sau unde este costisitoare drenarea apei din steril (de

ex. pe o distanta mare). Sterilul folosite ca rambleu trebuie sa fie drenate in ingrosatoarele filtrelor. Acest proces este mai costisitor si consuma mai mult energie decat rambleul hidraulic.

Chapter 4

414 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Costul de livrare a cimentului la mina este de obicei USD 80/t (anul 2002). Un produs drenat din steril dintr-o instalatie de filtrare poate avea in medie in jur de 15 - 20 % umiditate, in acest caz 3 - 5 % ciment adaugat la greutate ar fi suficient pentru a se combina cu umiditatea pentru a produce un amestec consistent care ar fi destul de stabil. Acesta ar costa prin urmare aproximativ de la 2,40 la 4,00 USD pe tona de steril folosite (3/100*80 = USD 2,4/t) [120, Sawyer, 2002] 2.7.2 Rambleul cu sedimente miniere In minele de adancime, sedimente miniere este adesea folosit ca rambleu pentru a creste stabilitatea si pentru a facilita extractia minereului, ceea ce implica si faptul ca nu mai este necesara aducerea la suprafata a unor cantitati mari de sedimente miniere. Rambleul de sedimente miniere in carierele de suprafata este o practica frecventa in industria miniera. Aceasta reduce nevoia de extindere a haldelor de sedimente miniere si prin urmare duce la o reducere a amprenta, poate fi eficient din punctul de vedere a costurilor. Metoda este practicata in timpul operatiilor cand: • sedimente miniere poate fi plasat direct in de suprafata open pits areas fara a exista necesitatea de

depozitare temporara, manevrare dubla, si cand cariera deschisa disponibila este la o distanta rezonabila (aceasta este numita uneori si ca ‘mina la distanta’)

• spre sfarsitul vietii unei mine intr-o cariera deschisa ar putea exista zone unde sedimentele miniere pot fi plasate permanent fara riscuri de siguranta sau fara a incurca activitatea de extractie. In acest caz, sedimente miniere este depozitata permanent in loc sa fie adusa la suprafata.

In plus, la inchidere, daca este stabileste ca este realizabil din punct de vedere economic si exista motive din punctul de vedere a mediului inconjurator, exista optiunea ca parti din sedimente miniere obtinute sa fie duse inapoi in carierele deschise. Aceasta optiune este aleasa in mod normal din motive de stabilitate sau daca parti de sedimente miniere au un potential ARD clar. In acest caz pot fi depozitate permanent sub apa cand cariera deschisa se umple cu apa.Totusi, acest lucru nu se pune in aplicare daca : • costul pentru mutarea sedimente miniere inapoi in groapa este mai ridicat decat daca se aplica

metode adecvate de incetare a exploatarii unde sunt plasate • daca mutarea de sedimente miniere in groapa nu implica o stabilitate semnificanta, un beneficiu

important pentru mediul inconjurator sau din punct de vedere economic, comparativ cu indepartarea haldelor de sedimente miniere plasate la suprafata

• daca extractia a fost oprita inainte ca minereul/ mineralizarea sa fie epuizata, deoarece depozitarea sedimente miniere in groapa va face foarte dificil si costisitor accesul la minereul ramas, daca pe viitor accesul la el va fi necesar

Sedimente miniere rezultat dintr-o cariera deschisa intr-o mina de carbune din Marea Britanie este pastrat temporar in halde pe durata operatiilor. Dupa inlaturarea zacamintelor de carbune, sterilul este apoi reintrodus in vid. Trebuie luate masuri daca sedimente miniere cu oxid de sulf sunt depozitate intr-o cariera deschisa de suprafata, deoarece pot emite cantitati relativ mari de acid si metale. In astfel de cazuri, este important sa se asigure un grad inalt al pH-ului din apa, acest lucru putand fi obtinut prin tratarea de ex. cu oxid de calciu. 2.7.3 Managementul sterilelor subacvatice La mina Hustadmarmor de carbonat de calciu din Norvegia, sterilul sunt descarcate intr-un fiord, care este protejat si adanc, deoarece nu exista teren disponibil pentru gestionarea sterilelor.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 415

Programul de monitorizare folosit pentru a controla impactul asupra mediului inconjurator din interiorul si din jurul zonei de depozitare, acopera urmatorii parametri: • Analiza apei:

continutul de corpuri solide (turbiditate) salinitatea (apa de mare) continutul de oxigen temperatura

• Analiza sedimentelor:

de continut de carbonat de calciu continutul de particule fine activitatea biologica continutul de reactivi de flotatie

• Ape de suprafata:

activitate biologica documentare vizuala (fotografii)

In plus, sunt aplicate si alte masuratori pentru a fi posibila dezvoltarea de modele potrivite etc, pentru a putea prevedea o dezvoltare viitoare. Acestea includ: • masuratori ale curentului marii • masuratori de adancime si calculari de volum • filmari video ale fundului marii • refacerea vegetatiei de pe fundul marii dupa ce depozitarea se incheie Operatia de process si sistemul de management a sterilelor include : • spalarea particulelor fine provenite de la alimentarea flotatiei • sontrolul procesului computerizat • analize online ale compozitiei chimice ale alimentarii si sterilelor flotatiei, pentru a optimiza

recuperarea de calcit si consumul de reactivi • producerea din microgranule de steril de produse care pot fi comercializate • recirculatia apei de procesare • densitate mare de namol de steril pentru depozitare • apa marii folosita ca apa de transport pentru sterilul slam • evitarea patrunderii aerului in sistemul de pompare • evitarea varsarii pe suprafata marii • folosirea unei conducte de evacuare a sterilelor la 20 m sub nivelul marii. Intretinerea: • un sistem de pompe si conducte redundante in zona de depozitare • intretinerea preventiva a sistemelor • inspectie regulata a conductelor submarine pentru steril • o inspectie regulata la zona unde se afla supapa • evaluarea necesitatii mutarii conductelor pentru steril Avantajele, dupa cum sunt enumerate in sectiunea Error! Reference source not found., sunt: • reducerea necesarului de constructie (nu sunt necesare baraje) • stabilitate chimica crescuta • reducerea amprenta pe pamant Aceasta tehnica este aplicabila unde namolul de steril va forma o pana de densitate mare care va cobori pe fundul marii, lasand o zona de apa curata deasupra supapei.

Chapter 4

416 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2.7.4 Alte utilizari ale sterilelor si sedimente miniere In unele mine de carbune, sterilul fine <0,5 mm din flotatie sunt mai intai decantate la 40 – 51 % materie solida. Pentru a fi potrivite pentru depozitarea lor pe haldele cu steril necizelate, este continuata decantarea intr-o presa de filtrare plata cu cadru (vezi sectiunea 2.3.1.10) cu mai mult de 1000 m² de filtre sau centrifugi. Continutul de apa din sterilul fine obtinut prin centrifugare este aproximativ de doua ori mai mare decat cel obtinut o presa de filtrare plata cu cadru . [79, DSK, 2002]. Sterilul de carbune (steril macrogranulare si fine) sunt folosite adesea ca agregat sau in alte scopuri externe [79, DSK, 2002], [84, IGME, 2002]. Cateva exemple clare sunt enumerate in continuare: • constructia de teren, de ex. ca material de baza in proiecte calificate. Campurile specifice de

aplicare sunt : baraje si faleze pentru drumuri, pereti de protectie impotriva zgomotului si alte contructii de

teren imbunatatirea solului (schimbul de sol si ameliorarea mecanica a solului) intarirea solului prin steril de carbuni si lianti hidraulici alte segmente de contructie de teren (ex. diguri, modelarea peisajului) sistemul de straturi (de ex. straturi de baza si suprafata pe halde si depozite permanente si in

puturi ca si captusala) • Constructii hidraulice:

material de umplere pentru bazinele abandonate din porturi constructia de diguri de-a lungul raurilor masuri de extindere si siguranta a sistemului de canale german

• Constructia depozitului permanent: sterilul amestecate cu argila sunt folosite ca sisteme de straturi

de baza sau suprafata ca alternativa la argila naturala • alte aplicatii :

intr-o masura mica sunt folosite in industria de caramizi activitati de dezvoltare curente sunt concentrate pe folosirea produselor din steril din carbune

in procesele ceramice. Sterilul macrogranulare din minele de fier suedeze sunt potrivite si pentru uzul extern. In minele de calcar folosirea de steril ca nisip filtrant a fost testata si arata rezultate foarte bune si pentru materialele foarte fine. Sterilul de calcar inlatura particulele fine din apa reziduala [131, IMA, 2003]. Urmatoarele exemple sunt aplicate momental in industria de barita din Germania:

• utilizarea in cadrul industrie miniere: sedimente miniere zdrobit pentru constructia de drumuri steril macrogranulare(< 1 – 16 mm) si sedimente miniere ca rambleu steril de o finite medie (< 4 mm) ca aggregate in mixturi ca inlocuitor pentru nisip particule fin drenate (< 1 mm)ca rambleu.

• Utilizarea ca produs in afara industriei miniere:

sedimente miniere zdrobit pentru schimbarea solului, pentru a imbunatati conditiile de sol pentru fundatiile din instrustria de constructii, ca agregate in industria de constructii (suprafata de pietris, drumuri de pietris)

steril agitat (1 – 16 mm) ca agregate in industria de constructii (reumplere pe conducta, suprafata de pietris pentru locurile de parcare etc.)

mediu de steril fin cernut prin agitare (1 – 4 mm) ca agregat particule fine (< 1 mm) ca filtru in industria de ciment.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 417

2.8 Reducerea accidentelor 2.8.1 Planuri de urgenta Utilajele pentru managementul sterilelor si/sau sedimente miniere au de obicei un plan de urgenta documentat pentru situatiile critice si scenariile de esec. Actiunile in cazul urgentelor sunt stabilite impreuna cu autoritati competente. Planurile de urgenta contin actiunile care trebuie sa fie luate in caz de esec posibil sau concret. Acest plan cuprinde organigrama operatorului, enumerand clar fiecare persoana, resposabilitatile si relatiile cu organizatiile externe. In planul de urgenta este stabilit si documentat un plan de actiune care descrie toate masurile operationale si resursele necesare pentru a reduce pe cat posibil urmarile. Obiectivul unei planificari de urgenta este : • sa reduca riscul de esec a instalatiilor de gestionare a sterilelor si sa previna daunele pentru oameni

si mediul inconjurator • sa reduca nevoia de improvizatie intr-o situatie de criza sau esec • sa asigure utilizarea optima a resurselor disponibile • sa identifice si sa stabileasca atributiile la fiecare nivel • sa se asigure ca fiecare persoana din cadrul organizatiei, cat si publicul si autoritatiile interesate,

au primit informatiile necesare. NOTA: In plus, a se vedea si obiectivele planurilor de urgenta prezentate in Art. 6(4) din directiva propusa (COM(2003)319 final) referitoare la managementul sterilelor din industriile de extractie. In faza pregatitoare, toate incidentele neobisnuite care ar putea crea un risc pentru populatie, pentru utilaj si/sau mediul inconjurator, sunt, in masura in care acest lucru este posibil, identificate, evaluate si analizate. Rezultatele reprezinta baza pentru planul de urgenta. A se vedea de asemenea sectiunea 4.2.1.3 si articolul 6 si anexa I in directiva propusa (COM(2003)319 final) referitoare la managementul sterilelor din industriile de extractie. Sectiunea 4.4.16 se adreseaza problemelor legate de managementul cianurii, care are ca obiectiv prevenirea/ reducerea accidentelor. 2.8.2 Evaluarea si consecintele incidentelor Este important sa se invete din incidentele care au avut deja loc, deoarece acolo exista un sistem pentru documentarea tuturor informatiilor si pentru procedurile de consecinta. Cand apare un incident acesta este raportat si documentat, de ex. ce s-a intamplat si de ce s-a intamplat. In acelasi timp, se dezvolta sugestii legate de modurile de prevenire ale aceluiasi incident, se stabilesc persoanele responsabile pentru desfasurarea actiunii propuse, cat si un termen limita pana la care acea actiune ar trebui finalizata. Avantaje: • atat incidentele minore cat si cele majore sunt raportate si documentate • daca sistemul e computerizat, este usor de urmarit masurile care au fost/sunt luate pentru a preveni

repetitia unui incident • este usor de stabilit daca un anumit tip de incident apare in mod repetat. Dezavantaje: • este nevoie de multa munca pentru a dezvolta complet si implementa un sistem functional

Chapter 4

418 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

[118, Zinkgruvan, 2003] 2.8.3 Explozia conductei de steril La mina Neves Corvo, conductele de steril sunt echipate cu metre de debit la ambele capete (adica la instalatia de procesare a minereului si la capatul de varsare). Daca debitul variaza este activata o alarma. Este foarte dificil sa fie interpretate valorile presiunii in conducta de steril deoarece apar adesea fluctuatii ale debitului (si astfel si a presiunii). Este sapat un sant de-a lungul conductei de steril, care este proiectat pentru a conduce in bazinele de urgenta cu slam varsat, in cazul in care conducta explodeaza. Aceste bazine sunt proiectate sa poata depozita steril obtinute de la o productie de 8 ore, timpul maxim necesar si pentru inchiderea totala a debitului. In cazul in care conductele de steril traverseaza un rau, exista o tava sub conducta care colecteaza sterilul si le conduce in bazinele urgenta. [142, Borges, 2003] Exista si alte metode care au ca rezultat acelasi grad de protectie a mediului inconjurator, de ex. : • folosirea de tuburi duble in loc de tavi in sectiunile sensibile • multe santiere au una sau mai multe conducte de rezerva , astfel incat debitul poate fi redirectionat

direct, in loc sa se construiasca bazine uriase de urgenta, ceea ce ar implica si inchiderea instalatiei pentru intreaga perioada.

Un sant sub conducta poate avea ca urmari o infiltratie mare a apei de procesare si o posibila contaminare, ceea ce complica intretinerea conductei. De asemenea ar putea fi dificil de intretinut un sant sau o tava, intr-o zona cu un climat unde santul se umple cu apa, gheata sau zapada periodic. 2.9 Instrumente pentru managementul mediului inconjurator Descriere Cea mai buna performanta in ceea ce priveste mediul inconjurator este de obicei legata de instalarea celei mai performante tehnologii si functionarea acesteia in modul cel mai efectiv si eficient posibil. Acesta fapt este recunoscut de definitia ‘tehnicilor’ care subliniaza idea amintita anterior “atat tehnologia folosita cat si modul in care instalatia/ utilajul sunt proiectate, construite, intretinute, operate si scoase din functiune”. Pentru instalatiile de management a sterilelor si a sedimente miniere un un Sistem de Management al Mediului (EMS) este un instrument pe care operatorii il pot folosi pentru a rezolva aceste probleme de design, constructie, intretinere, operare si scoatere din functiune intr-un mod sistematic si demonstrabil. Un EMS cuprinde structura organizationala, responsabilitatile, actiunile, procedurile, procesele si resursele pentru dezvoltarea, implementarea, intretinerea, revizuirea si monitorizarea politicii de mediu. Sistemele de Management al Mediului au cea mai mare eficienta cand reprezinta o parte esentiala a unui management si a unei actiuni complete la nivel de statie/ instalatie. In cadrul Uniunii Europene, multe organizatii au decis sa implementeze pe baza unui voluntariat sistemele pentru managementul mediului bazate pe EN ISO 14001:1996 sau EU Eco-management si schema de audit EMAS. EMAS include cerintele sistemului de management ale EN ISO 14001, dar pune un accent in plus pe conformitatea legala, perfomanta ecologica si implicarea angajatului; deci solicita o verificare externa a sistemului de managemnt si validitatea unei declaratii publice de mediu (in EN ISO 14001 auto-declararea este o alternativa la verificare externa). De asemenea exista organizatii care au decis sa aplice EMS-uri ne-standardizate.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 419

In timp ce atat sistemele standardizate (EN ISO 14001:1996 si EMAS) si cele ne-standardizate (‘proiectat la cerere’) trateaza in principiu organizatia ca o entitate, acest document are o abordare mai restransa si nu include toate activitatile organizatiei ca de ex. cele legate de produsele si serviciile ei. Un sistem de management al mediului (EMS) poate contine urmatoarele componente: (a) definitia politicii de mediu (b) planificarea si stabilirea obiectivelor (c) implementarea si operarea procedurilor (d) actiuni de verificare si corectie (e) verificarea de catre management (f) pregatirea unei declaratii de mediu (g) validarea de catre un organism de certificare sau un controlor extern EMS (h) aprecieri de proiectare pentru incetarea activitatii unui sit scos din exploatare (i) dezvoltarea de tehnologii de purificare (j) indicatori de referinta Aceste caracteristici sunt explicate in detaliu in continuare. Pentru informatii detaliate referitoare la componentele de la (a) la (g), care sunt incluse in EMAS, cititorului i se indica literatura de referinta din continuare. (a) Definitia politicii de mediu

Top management-ul este responsabil pentru formularea politicii de mediu pentru o instalatie si se asigura de urmatoarele:

– ca este potrivita pentru natura si scara activitatilor, si pentru impactul pe care acestea il au

asupra mediului – cuprinde un angajament referitor la prevenirea si controlul poluarii – cuprinde un angajament prin care se supune intregii legislatii relevante referitoare la mediu,

reglementarilor in vigoare, si altor cerinte cu care organizatia este de accord – creaza cadrul pentru realizarea si trecerea in revista a obiectivelor legate de mediu – este documentata si comunicata tuturor angajatiilor – este disponibila publicului si tuturor partilor interesate.

(b) Planificarea, se refera la:

– proceduri de identificare a aspectelor ecologice, pentru a determina acele activitati care au sau pot avea un impact semnificativ asupra mediului, si de proceduri de actualizare a acestei informatii

– proceduri pentru a identifica si a avea acces la cerintele ecologice cu care organizatia a fost de accord, si care se aplica in cazul aspectelor ecologice legate de activitatile organizatiei.

– stabilirea si trecerea in revista a obiectivelor ecologice documentate, luand in considerare cerintele legale si de alta natura si puncte de vedere ale partilor interesate

– stabilirea si actualizarea regulata a unui program de management al mediului, care sa includa si stabilirea responsabilitatilor pentru atingerea obiectivelor pentru fiecare functie relevanta si pentru fiecare nivel, cat si mijloacele si perioda in care aceste obiective trebuie realizate.

(c) Implementare si proceduri:

Este important sa ai un sistem implementat, sa te asiguri ca procedurile sunt cunoscute, intelese si respectate, de aceea un management de mediu eficient cuprinde :

(i) Structura si responsabilitate – definirea, documentarea si comunicarea rolurilor, responsabilitatilor si autoritatilor, ceea ce

include si numirea unui reprezentant al managementului

Chapter 4

420 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

– punerea la dispozitie a resurselor esentiale pentru implementarea si controlul sistemului de management al mediului, inclusiv resursele umane si abilitatile specializate, tehnologia si resursele financiare.

(ii) Training, constientizare si competente

– identificarea necesarului de pregatire pentru a fi sigur ca tot personalul a carui activitate poate sa afecteze in mod serios mediul inconjurator a primit pregatirea potrivita.

(iii) Comunicarea

– stabilirea si intretinerea procedurilor de comunicare intre diferite nivele si functii din cadrul statiei, cat si proceduri care dezvolta un dialog cu partile externe interesate si proceduri de primire, documentare, si unde este necesar, de raspuns la comunicari relevante din partea partilor externe interesate.

(iv) Implicarea angajatilor

– implicarea angajatilor in procesul care tinde catre atingerea unui nivel inalt de performanta ecologica, prin aplicarea unor forme potrivite de participare, ca de exemplu sistemul carnetul de sugestii sau lucrul in echipa bazat pe proiecte sau comisiile de mediu.

(v) Documentarea

– stabilirea si mentinerea de informatii actualizate, pe hartie sau in format electronic, pentru a descrie elementele esentiale a sistemului de management si interactiunea acestora si pentru a stabili o directie in functie de documentatie

(vi) Controlul eficient de proces

– un control adecvat al procesului la toate nivelele de operare, adica pregatire, start, operatii de rutina, inchidere si conditii exceptionale

– indentificarea indicatorilor de performanta si a metodelor de masurare si verificare a acestor parametrii (de ex. debitul, presiunea, temperatura, compozitia si cantitatea)

– documentarea si analizarea conditiilor exceptionale de operare, pentru a identifica cauzele de baza si apoi rezolvarea lor in asa fel incat sa existe siguranta ca aceste evenimente nu se vor repeta (acest lucru poat fi facilitat de cultura “nu-invinovati” unde identificarea cauzelor este mult mai importanta decat invinovatirea indiviziilor)

(vii) Program de intretinere

– stabilirea unui program structurat de intretinere bazat pe descrierile tehnice ale echipamentului, norme etc, cat si pe orice eroare a echipamentului si consecintele acestei erori

– sustinerea programului de intretinere printr-un sistem potrivit de pastrate a datelor si testare – alocarea clara a responsabilitatilor pentru planificarea si executarea intretinerii

(viii) Pregatirea in caz de urgenta si raspunsul – stabilirea si mentinerea de proceduri pentru identificarea potentialului de accidente si

situatii de urgenta si a raspunsului la acestea, si pentru prevenirea si reducerea impactului pe care acestea le pot avea asupra mediului

Actiuni de verificare si corectare: (i) Monitorizare si masurare

– stabilirea si mentinerea de proceduri documentate pentru a monitoriza si masura, in mod regulat, caracteristicile cheie ale operatiilor si activitatilor care pot avea un impact semnificativ asupra mediului, inclusiv inregistrarea informatiei pentru urmarirea performantei, controalele operationale relevante si conformitatea cu obiectivele ecologice stabilite (vezi si documentul referitor la monitorizarea emisiilor)

– stabilirea si mentinerea unei proceduri documentate pentru evaluarea periodica a conformitatii cu legislatia si reglementarile relevante legate de mediul inconjurator.

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 421

(ii) Actiune de corectie si preventiva

– stabilirea si mentinerea unor proceduri pentru definirea responsabilitatii si autoritatii pentru tratarea si investigarea ne-concordantei cu conditiile permise, alte cerinte legale cat si obiectivele stabilite, actionandu-se in directia minimizarii oricarui impact cauzat, si pentru initierea si desfasurarea actiunii corective si preventive, care este potrivita pentru magnitudinea problemei si proportionala cu impactul avut asupra mediului.

(iii) Inregistrari

– stabilirea si mentinerea de proceduri pentru identificarea, intretinerea si dispunerea de inregistrari clare, usor de identificat si usor de urmarit, inclusiv pregatiri si rezultate ale auditului si controalelor.

(iv) Audit

– stabilirea si mentinerea de (a) programe sau proceduri pentru audit periodic a sistemului de management al mediului care include discutii si personalul, inspectia conditiilor operationale si a echipamentului si revizuirea inregistratilor si documentatiei, si care se finalizeaza cu un raport scris care va fi realizat impartial si obiectiv de catre angajati (audit inter) sau de cater parti din exterior (auditi externi), incluzand domeniul auditat, frecventa si metodologiile, cat si responsabilitatile si cerintele pentru supravegherea rezultatelor auditului si raportarii, pentru a se stabili daca sistemul de managemnt al mediului este conform sau nu planului si daca acesta a fost corect implementat si intretinut.

– realizarea auditului sau a ciclului de audit, in mod corespunzator, la intervaöe de timp mai scurte de 3 ani, in functie de natura, marimea si complexitatea activitatilor, importanta impactului asupra mediului, importanta si gradul de urgenta a problemelor identificate la un audit anterior si istoricul problemelor ecologice – activitati mai complexe cu un impact asupra mediului mai important vor fi auditate mai frecvent.

– prezenta unui mecanism potrivit pentru a se asigura respectarea rezultatelor auditului (v) Evaluare periodica a conformitatii legale

– revizuirea conformitatii cu legislatia legata de mediu in vigoare si conditiile de mediu care trebuie sa fie respectate

– documentarea evaluarii Controlol realizat de management:

– controlul realizat de management, la intervale stabilite, a sistemului de management al mediului, pentru a se asigura ca acesta este corespunzator, adecvat si eficient

– asigurarea ca este adunata informatia necesara care sa permita managementului sa realizeze aceasta evaluare

– documentarea controlului Pregatirea unui declaratii de mediu:

- pregatirea unei declaratii de mediu care acorda atentie mai ales rezultatelor avute in vederea atingerii obiectivelor ecologice. Este realizata in mod regulat - o data pe an sau cu o frecventa mai redusa in fuctie de importanta emisiilor, a producerii de steril, etc. Tine cont de necesarul de informatii pentru partile interesant importante si este disponibila publicului (de ex. in publicatii electronice, biblioteci etc.)

Cand este realizata aceasta declaratie, operatorul poate folosi indicatori de performanta existenti, dar trebuie sa se convinga ca indicatorii alesi :

i. ofera o evaluare corecta a performantei ii. sunt usor de inteles si nu sunt ambiguii iii. permit o comparatie de la an la an pentru a putea stabili progresul realizat in ceea

priveste mediul inconjurator

Chapter 4

422 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

iv. permite comparatia cu indicatori de referinta la nivel de sector, la nivel national si regional

v. permit comparatia cu cerintele corective (k) Validarea de catre un organism de certificare sau un controlor EMS extern

- sistemul de management, procedura de audit si declaratia de mediu sunt examinate si validate de un organism de certificare acreditat sau de un controlor EMS extern, daca sunt realizate corect. Acesta validare sporeste credibilitatea sistemului

(d) Aprecieri de proiectare pentru incetarea activitatii unei instalatii

- daca se da atentie impactului asupra mediului provocat de eventuala scoatere din exploatare a unei unitati inca de la stadiul in care sa proiecteaza o noua instalatie, scoaterea din exploatare va fi mai usoara, clara si mai ieftina

- scoaterea din exploatare creaza un risc pentru mediu prin contaminarea solului (si a panzei freatice) si genereaza cantitati mari de steril in forma solida. Tehnicile preventive sunt specifice fiecarui process, dar sunt posibile cateva consideratii generale: i. evitarea structurilor de adancime ii. introducerea de carateristici care faciliteaza demontarea iii. alegerea de finisaje pentru suprafata care sunt usor de decontaminat iv. utilizearea de echipament care reduc cantitatea de chimicale si facilizeaza scurgerea

sau spalarea v. proiectarea unor unitati flexibile care permit inchiderea pe etape vi. folosirea de materiale biodegradabile si reciclabile unde acest lucru este posibil

(e) Dezvoltarea de tehnologii de purificare:

- protectia mediului ar trebui sa fie o trasatura esentiala a fiecarei activitati realizate de operator, din moment ce tehnicile incorporate la o faza de inceput a proiectiei activitatii sunt mai eficiente si mai ieftine. Atentia acordata dezvoltarii de tehnologii clare se poate materializa de exemplu prin activitati R&D si studii. Ca o alternativa la activitatile interne se pot face intelegeri cu alti operatori sau institute de cercetare care sunt active in domeniul nostru de interes.

- (f) Indicatori de referinta:

– realizarea de comparatii sistematice in mod regulat cu indicatori de referinta la nivel de sector, national si regional, inclusiv pentru activitati de operativitate si conservare de energie, alegerea de materiale de intrare, emisii in aer si varsare in apa (folosind de exemplu Registrul European de Emisii Poluante, EPER), consumul de apa si producerea de steril.

EMS-uri standardizate si nestandardizate : Un EMS poate avea forma unui sistem standardizat sau nestandardizat (“customizat”). Implementarea unui sistem standardizat si adeziunea la un astfel de sistem acceptat international ca de exemplu EN ISO 14001:1996 poate oferi mai multa credibilitate EMS-ului, mai ales cand este subiectul unei verificari externe. EMAS confera credibilitate suplimentara datorita interactiunii cu publicul prin declaratia de mediu si cu mecanismul care asigura conformitatea cu legislatia de mediu in vigoare. Totusi, sistemele nestandardizate pot fi in principiu la fel de eficiente cu conditia sa fie proiectate si implementate corect. Avantaje ecologice obtinute Implementarea unui EMS si adeziunea la un EMS concentreaza atentia operatorului pe performanta ecologica. In special, intretinerea si conformitatea cu proceduri clare de operare atat in situatii normale

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 423

cat si in cele speciale si responsabilitatea asociata cu acestea ar trebui sa asigure faptul ca toate conditiile sunt respectate si toate obiectivele ecologice sunt realizate permanent. Sistemele de management al mediului asigura in mod obisnuit imbunatatira continua a performantei ecologice. Cu cat este mai slab punctul de pornire, cu atat sunt mai importante ameliorarile pe termen scurt. Daca statia are deja o performanta foarte buna, sistemul ajuta operatorul sa mentina acest nivel inalt de performanta. Efecte colaterale Tehnicile de management al mediului sunt proiectate in asa fel incat se adreseaza intregului impact ecologic. Data operationale Nu sunt raportate informatii specifice Aplicabilitatea Elementele descrise anterior pot fi aplicate la toate statiile. Domeniul (ex. nivelul de detaliu) si natura EMS-ului (ex. standardizat sau nestandardizat) va fi asociat in general cu natura, scara si complexitatea statiei, si cu marimea impactului pe care il poate avea asupra mediul inconjurator Ecomonia Este dificil de stabilit cu precizie costurile si beneficiile economice care rezulta din introducerea si intretinerea unui EMS bun. In continuare sunt prezentate o serie de studii. Totusi, acestea sunt doar un exemplu si rezultatele lor nu sunt complet coerente. Ele pot sa nu fie representative pentru toate sectoarele din Uniunea Europeana si de aceea trebuie tratate cu precautie. Un studiu suedez realizat in 1999 a chestionat toate cele 360 de companii din Suedia certificate ISO si registrate EMAS. Cu o rata de raspuns de 50 % a concluzionat printre altele ca : - cheltuielile pentru introducerea si functionarea EMS sunt mari dar nu irationale, prin urmare ar

trebui economisite in cazul companiilor foarte mici. Se asteapta o scaderea a acestora pe viitor. - un mod posibil de reducere a costurilor este varianta unui grad mare de coordonare cu si intergare

a EMS-ului si in alte sisteme de management - jumatate din toate obiectivele ecologice rasplatesc intr-un an prin reducere de costuri si /sau

cresterea venitului - cea mai mare economisire de costuri a fost facuta prin reducerea cheltuielilor pentru energie,

tratarea sterilelor si materiile prime - majoritatea companiilor considera ca pozitia lor pe piata a devenit mai puternica prin EMS. O

treime din companii raporteaza cresteri ale veniturilor datorita EMS-ului. In unele State Membre sunt reduse unele taxe de supraveghere daca statia are o certificare. Un numar de studii16 arata ca exista o relatie inversa intre marimea companiei si costul de implementare a EMS. O astel de relatie invers proportionala exista si pentru perioada de restituire a capitalului investit. Ambele elemente implica o relatie cost-beneficiu mai putin favorabila pentru implementarea unui EMS in SMS-uri comparativ cu companiile mai mari. Conform studiului suedez, costul mediu pentru construirea si operarea ISO 14001 poate varia : 16 E.g. Dyllick and Hamschmidt (2000, 73) citat in Klemisch H. si R. Holger, Umweltmanagementsysteme in kleinen und mittleren

Unternehmen – Befunde bisheriger Umsetzung, KNI Papers 01/02, Ianuarie 2002, p 15; Clausen J., M. Keil si M. Jungwirth, The State of EMAS in the EU.Eco-Management as a Tool for Sustainable Development – Literature Study, Institute for Ecological Economy Research (Berlin) and Ecologic – Institute for International and European Environmental Policy (Berlin), 2002, p 15.

Chapter 4

424 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

- pentru o companie cu un numar de angajati intre 1 si 49: CHF 64000 (EUR 44000) pentru construirea EMS-ului si CHF 16000 (EUR 11000) anual pentru operarea lui

- pentru un santier industrial cu mai mult de 250 angajati: CHF 367000 (EUR 252000) pentru construirea EMS-ului si CHF 155000 (EUR 106000) anul pentru operarea lui.

Aceste cifre medii nu reprezinta neaparat costul real pentru un anumit santier industrial deoarece acest cost depinde in masura foarte mare de un numar de elemente foarte importante (poluanti, consumul de energie…) si de complexitatea problemei studiate. Un studiu german recent (Schaltegger, Stefan si Wagner, Marcus, Umweltmanagement in deutschen Unternehmen - der aktuelle Stand der Praxis, Februarie 2002, p. 106) arata urmatoarele costuri pentru EMA-urile pentru diferitele ramuri. Se poate sublinia faptul ca aceste cifre sunt mult mai mici decat cele din studiul elvetian citat mai sus. Aceasta este o confirmare a dificultatii de a determina costurile pentru un EMS. Costuri pentru constructie (EUR): minim - 18750 maxim - 75000 media - 50000 Costuri pentru validare (EUR): minim - 5000 maxim - 12500 media - 6000 Studiul realizat de Institutul German de Antreprenori (Unternehmerinstitut/ Arbeitsgemeinschaft Selbständiger Unternehmer UNI/ASU, 1997, Umweltmanagementbefragung - Öko-Audit in der mittelständischen Praxis - Evaluierung und Ansätze für eine Effizienzsteigerung von Umweltmanagementsystemen in der Praxis, Bonn.) ofera informatii referitoare la economiile facute in medie prin EMAS anual si media perioadei de restituire. De exemplu, pentru costurile de implementare de 80000 EUR ei au gasit in medie economii de 50000 EUR pe an, corespunzand unei perioade de plata de un an si jumatate. Costurile externe legate de verificarea sistemului pot fi estimate cu ajutorul ghidului realizat de Forumul International de Acreditare (http://www.iaf.nu). Forte care actioneaza la implementare. Sistemele de management al mediului pot avea o serie de avantaje, ca de exemplu : • o viziune mai buna asupra aspectelor ecologice legate de companie • o baza imbunatatita pentru luarea de decizii • o mai buna motivare pentru personal • oportunitati suplimentare pentru reducerea costurilor operationale si pentru imbunanatirea calitatii

produsului • o performanta ecologica mai buna • o imbunatatire a imaginii companiei • raspundere redusa, costuri de asigurare si ne-conformitate reduse • o atractivitate mai mare pentru angajati, clienti si investitori • incredere crescuta a reglementarilor, ceea ce poate conduce la o scadere a supravegherii • o relatie buna cu grupurile care au legatura cu mediul inconjurator. Instalatii mostre Caracteristicile descrise la punctele (a) pana la (e) de mai sus sunt elemente ale EN ISO 14001:1996 si ale Eco-Managementul Comunitatii Europene si ale Schemei de Audit (EMAS), in timpul ce caracteristicile (f) si (g) sunt tipice pentru EMAS. Aceste doua sisteme standardizate sunt aplicate intr-o serie de instalatii IPPC. Pentru a da un exemplu, 357 organizatii din industria chimica si a

Chapter 4

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 425

produselor chimice din Uniunea Europeana (NACE cod 24) erau inregistrate EMAS in iulie 2002, majoritatea dintre ele operau instalatii IPPC. In Marea Britanie, Agentia de Mediu a Angliei si Tarii Galilor a realizat un studiu in anul 2001 printre instalatiile regulate IPC (precursului IPPC). IPC (precursorul actului dedicat instalatiilor IPPC) reglementeaza instalatiile in 2001. Studiul a arata ca 32% din cei care au raspuns erau certificate la ISO 14001 (corespunzand la 21% dintre insralatiile IPC) si 7% erau registrati EMAS. Toate fabricile de ciment in Marea Britanie (in jur de 20) sunt certificate la ISO 14001 si majoritatea sunt certificate EMAS. In Irlanda, unde realizarea unui EMS (nu neaparat standardizat) este ceruta de licentele IPC, aproximativ 100 di 500 de instalatii licentiate au realizat un EMS conform ISO 14001, in timp ce alte 400 instalatii au optat pentru un EMS nestardardizat. Lista urmatoare cuprinde cateva exemplu de sisteme de management al mediului aplicate in Europa : • toate statiile Kaolin in Marea Britanie si in mina Lisheen in Irlanda au o certificare ISO 14001 • toate autorizatiile in Irlanda necesita un fel de EMS • Initiativa Globala Miniera si forumurile asociate dezvoltarii durabile sustin EMS • Minele S&B Industrial Minerals S.A din Grecia au o certificare ISO 14001Mina Stratoni detinute

TVX Hellas a fost certificata cu ISO 14001. Literatura de referinta (Regularizarea (EC) No 761/2001 a parmanetului European si a consiliului, care permit participarea voluntara a organizatiilor in Comunitatea eco- management si schema de audit (EMAS), OJ L 114, 24/4/2001, http://europa.eu.int/comm/environment/emas/index_en.htm) (EN ISO 14001:1996, http://www.iso.ch/iso/en/iso9000-14000/iso14000/iso14000index.html; http://www.tc207.org)

Chapter 5

426 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

3 CELE MAI BUNE TEHNICI EXISTENTE PENTRU MANAGEMENTUL STERILELOR SI SEDIMENTELOR MINIERE IN ACTIVITATILE MINERE

3.1 Introducere Pentru intelegerea acestui capitol si a continuturilor lui, cititorul trebuie sa-si indrepte atentia asupra prefatei acestui document si mai ales asupra celei de-a cincea sectiuni ale prefatei: “Cum sa intelegem si sa folosim acest document”. Tehnicile si nivelele de performanta prezentate in acest capitol au fost stabilite printr-un proces repetat, care a cuprins urmatorii pasi : • identificarea problemelor ecologice cheie si a celor de risc/securitate pentru un sector • examinarea celor mai relevante tehnici pentru abordarea acelor probleme cheie • identificarea celei mai bune performante ecologice, pe baza datelor existente in Uniunea

Europeana si la nivel mondial • Examinarea conditiilor in care aceste performante au fost atinse: costuri, efecte colaterale, fortele

principale de operare implicate in implementarea acestei tehnici • selectarea celor mai bune tehnici existente (BAT) pentru acest sector intr-un sens general. Opinia experta a Biroului European IPPC si a Grupului Tehnic de Lucru (Technical Working Group - TWG) a jucat un rol cheie in fiecare dintre acesti pasi si in modul in care informatia este prezentata aici. Pe baza acestei aprecieri, in acest capitol sunt prezentate tehnici considerate potrivite pentru sector si care in multe cazuri reflecta performante actuale ale unor santiere din cadrul sectorului. Cand sunt prezentate nivelele de performanta, trebuie sa se inteleaga ca acele nivele reprezinta performanta ecologica si siguranta, care au putut fi anticipate ca rezultat al aplicarii, in acest sector, a tehnicii descrise, luandu-se in considerare si echilibrul dintre costurile si avantajele esentiale in definirea BAT. In unele cazuri este posibil sa se atinga nivele mai bune de emisie sau consum, dar datorita costurilor implicate sau a efectelor colaterale, aceste tehnici nu sunt considerate potrivite ca BAT pentru sector ca entitate. Totusi, asemenea nivele pot fi considerate ca justificabile in cazuri tipice, unde sunt implicate forte speciale de operare. Nivelele de emisie si consum asociate cu utilizarea a BAT trebuie sa fie analizate impreuna cu orice conditie de referinta specifica (ex. perioada de mediere). Unde au fost disponibile, au fost prezentate si date referitoare la costuri impreuna cu descrierea tehnicii prezentate in capitolul anterior.Acestea dau un indiciu general asupra costurilor implicate. Totusi, costul real al aplicarii unei tehnici va depinde foarte mult si situatia specifica, ne referim de exemplu la impozite, taxe si caracteristicile tehnice ale santierului in discutie. Nu este posibila in acest document o evaluare completa a factorilor specifici unui santier. In absenta unor date legate de costuri, concluziile referitoare la viabilitatea economica a tehnicilor sunt formulate observand santierele existente. Se intentioneaza ca BAT generala in acest capitol sa fie un punct de referinta pentru a analiza performanta actuala a unui instalatii existente sau pentru a analiza o propunere pentru o noua instalatie. In acest mod cititorii vor asista la determinarea unor conditii potrivite pentru instalatie “bazate pe BAT". Este luat in considerare faptul ca instalatii noi pot fi proiectate astfel incat sa functioneze cu performante si mai mari decat performantele BAT generale prezentate aici. Prin urmare se considera ca instalatii existente s-ar putea indrepta catre nivele generale BAT sau chiar catre nivele mai bune, acesta fiind un subiect al aplicabilitatii tehnice si economice ale tehnicilor in fiecare caz. In orice caz exista necesitatea unor solutii specifice santierului, pentru fazele de proiectare, constructie, faza operationala, cea de inchidere sau in fazele de intretinere ulterioara. Exista de asemenea necesitatea unui control si a unei monitorizari permanente a managementului sterilelor si sedimente miniere datorita tipurilor foarte diverse de tehnici de mineralizare, exploatare si procesare a

Chapter 5

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 427

minereului existente, si a conditiilor geologice, geotehnice, hidrogeologice si morfologice diferite, care apar de la caz la caz si de la santier la santier. Acest document nu stabileste standarde legale, ci doreste sa dea informatii si sa ofere un ghid pentru industrie, Statele Membre si public referitor la performantele atinse, la nivelele de emisie si consum cand sunt folosite diferite tehnici specifice. Pentru managementul sterilelor si a sedimente miniere deciziile BAT se bazeaza pe: • performanetele ecologice • risc • viabilitatea economica Aprecierea riscului, in special, este un factor specific fiecarui santier.

3.2 Generic BAT este: • a aplica principiile generale stabilite in sectiunea Error! Reference source not found. • a aplica un management ciclic pe durata vietii asa cum este descris in sectiunea 4.2 Managementul ciclului de viata acopera toate fazele vietii unui santier, incluzand: • Faza de proiectare (sectiunea Error! Reference source not found.):

baza ecologica (sectiunea Error! Reference source not found.) caracterizarea sterilelor si a sedimente miniere (sectiunea Error! Reference source not

found.) studii si planuri TMF (sectiunea Error! Reference source not found.), care acopera

urmatoarele aspecte: documentatia pentru selectia santierului evaluarea impactului asupra mediului evaluarea riscului planul de pregatire in caz de urgenta planul de depozitare echilibrul apei si planul de management si scoaterea din exploatare si planul de inchidere

proiectarea de TMF si de structuri asociate (sectiunea Error! Reference source not found.) control si monitorizare (sectiunea 2.5.5.2)

• faza de constructie (sectiunea Error! Reference source not found.) • faza operationala (sectiunea Error! Reference source not found.), cu elementele:

manuale OSM (sectiunea Error! Reference source not found.) auditarea (sectiunea Error! Reference source not found.)

• faza de inchidere si faza de intretinere ulterioara (sectiunea Error! Reference source not found.), cu elementele: obiective de inchidere pe termen lung (sectiunea 2.5.5.3) Probleme specifice inchiderii (sectiunea Error! Reference source not found.) pentru

halde bazine, incluzand:

o bazine acoperite de apa o bazine drenate o utilaje de gestionare a apei.

In plus, BAT este: • a reduce consumul de reactivi (sectiunea 2.5.6)

Chapter 5

428 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• a preveni eroziunea apei (sectiunea 2.5.7) • a preveni producerea de praf (sectiunea 2.5.8) • a realize un echilibru al apei (sectiunea Error! Reference source not found.) si a folosi

rezultatele pentru dezvoltarea unui plan de managemnt al apei (sectiunea Error! Reference source not found.)

• a aplica managementul apei libere (sectiunea 2.5.13) • a monitoriza panza de apa freatica in jurul zonelor cu steril si sedimente miniere (sectiunea

2.5.16). Managementul ARD Caracterizarea sterilelor si a sedimente miniere (sectiunea Error! Reference source not found. in combinatie cu anexa 4) include determinarea potentialului de formare de acid a sterilelor si/ sau sedimente miniere.Daca exista potentialul formarii de acid, BAT este sa se previna mai intai generarea de ARD (sectiunea Error! Reference source not found.), si daca generarea de ARD nu poate fi prevenita, trebuie sa se controleze impactul ARD (sectiunea Error! Reference source not found.) sau sa se aplice variante de tratare (sectiunea Error! Reference source not found.). Adesea este folosita o combinatie (sectiunea Error! Reference source not found.). Toate optiunile de prevenire, control si tratare pot fi aplicate atat in cazul instalatiilor existente cat si in cazul celor noi. Totusi, cel mai bun rezultat de inchidere va fi obtinut cand sunt dezvoltate planuri de inchidere a santierului chiar de la inceput (faza de proiectare) (filosofia de la leagan la mormant). Aplicabilitatea acestor optiuni depinde in principal de conditiile prezente pe santier. Factori ca : • echilibrul apei • existenta unui material posibil de acoperire • nivelul panzei freatice influnteaza optiunea aplicata la un anumit santier. Sectiunea Error! Reference source not found. ofera un instrument pentru a decide care este cea mai potrivita optiune in cazul inchiderii unui santier Managementul infiltratiei (Sectiunea 2.5.14) Locatia pentru instalatia de management a sterilelor si sedimentelor miniere este de preferat sa fie aleasa in asa fel incat sa nu fie necesar un sisteme de straturi. Totusi, daca acest lucru nu este posibil si calitatea infiltratiei este daunatoare si/sau viteza de infiltratie este mare, atunci este necesara prevenirea, reducerea (sectiunea 2.5.14.1) sau controlarea (sectiunea 2.5.14.2) infiltratiei. (enumerarea este in ordinea preferintelor). Adesea este aplicata o combinare a acestor masuri. Emisiile in apa BAT este: • a refolosi apa de procesare (vezi sectiunea 2.5.15.1) • a amesteca apa de procesare cu alti efleunti care contin metale dizolvate (vezi sectiunea 2.5.15.3) • a instala bazine de sedimentare pentru captarea sterilelor fine erodate (vezi sectiunea 2.5.15.4.1) • a inlatura corpuri solide si metale dizolvate inainte de revarsarea efluentului in cursul de apa

capator (sectiunea 2.5.15.4) • a neutraliza efluentii alcalini cu acid sulfuric si dioxid de carbon (sectiunea 2.5.15.6) • a inlatura arsenicul din efluentii de exploatare prin adaugarea de saruri feruginoase (sectiunea

2.5.15.7). Sectiunile din capitolul 3 referitoare la nivelul de emisii si consum, ofera exemple de nivele care au fost atinse. Nu a putut si facuta o corelare intre tehnicile aplicate si datele existente despre emisii. De aceea, in acest document nu este posibil sa se formuleze concluzii legate de BAT asociate cu nivele de emisii. Urmatoarele tehnici sunt BAT pentru tratarea efluentilor acizi (sectiunea 2.5.15.5):

Chapter 5

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 429

• tratarea activa:

adaugarea de carbonat de calciu,var hidratat sau var stins adaugarea de soda caustica pentru ARD cu un continut ridicat de mangan

• Tratarea pasiva: terenuri umede construite canale deschise de carbonat de calciu/drenaje cu piatra de var puturi de deviere

Sistemele de tratare pasiva reprezinta o solutie pe termen lung, dupa scoaterea din exploatare santierului, dar doar cand sunt folosite ca o etapa de finisare, combinata cu alte masuri (preventive). Emisiile de zgomot (sectiunea 2.5.9) BAT este: • a folosi sisteme continue de functionare (ex. benzi rulante, conducte) • a face capsularea benzilor transportoare in zonele unde zgomotul este o problema locala • a crea mai intai o panta exterioara a haldei, si apoi a trasnfera rampe si bancuri de lucru in zona

din interiorul halpei, cat mai in interior posibil Proiectarea barajului Pe langa masurile descrise in sectiunea Error! Reference source not found. si sectiunea Error! Reference source not found., in timpul fazei de proiectare (Section Error! Reference source not found.) a barajului de steril, BAT este: • sa se folosesca modelul inundatiei o data in 100 de ani la proiectarea capacitatii unui baraj de

descarcare in caz de risc scazut • sa se folosesca modelul inundatiei o data in 5000 – 10000 de ani la proiectarea capacitatii unui

baraj de descarcare in caz de riscridicat Constructia barajului Pe langa masurile descrise in sectiunea Error! Reference source not found. si sectiunea Error! Reference source not found., pe parcursul fazei de constructie (sectiunea 4.2.2) a barajului de steril, BAT este : • sa se inlature de pe terenul de sub baraj toata vegetatia si solurile humuoase (sectiunea 2.6.3) • sa se aleaga un material pentru constructia barajului care este potrivit pentru acest scop si care nu

isi va pierde din calitati din cauza conditiilor operationale si climatice (sectiunea 2.6.4). Ridicarea de baraje Pe langa masurile din sectiunea Error! Reference source not found. si sectiunea Error! Reference source not found., pe parcursul fazei de constructie si a celei operationale (sectiunile 4.2.2 si 4.2.3) a barajului de steril, BAT este: • sa se evalueze riscul unei presiuni prea mari a fluidelor in pori si sa se monitorizeze presiunea

fluidelor din pori inainte si in timpul fiecari cresteri. Evaluarea ar trebui facuta de un expert independent

• sa se folosesca baraje de tip conventional (sectiunea Error! Reference source not found.), in urmatoarele conditii, cand: sterilul nu sunt potrivite pentru constructia de baraje barajul este necesar pentru acumularea de apa santierul de gestionare a sterilelor este intr-o locatie departata si inaccesibila este necesare pastratea apei produse de steril pe o perioada lunga de timp pentru

descompunerea elementului toxic (de ex. cianura) afluxul natural in baraj este mare sau pentru controlul lui sunt necesare variatii mari sau

acumulare de apa • sa se foloseasca metoda in amonte (sectiunea 2.6.6.2), in urmatoarele conditii, cand:

riscul seismic este foarte scazut sunt folosite steril pentru constructia barajului: la cel putin 40 – 60 % material cu dimensiunea

particulei intre 0.075 si 4 mm pentru toate sterilul (nu se aplica pentru sterilul decantate)

Chapter 5

430 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

• sa se foloseasca metoda in avale pentru constructie (sectiunea 2.6.6.3), in urmatoarele conditii, cand: sunt disponibile cantitati suficiente de material de constructie (de ex. steril sau sedimente

miniere) • sa se foloseasca metoda centrala de constructie (sectiunea Error! Reference source not found.),

in urmatoarele constructii, cand: riscul seismic este scazut

Functionarea barajului Pe langa masurile descrise in sectiunea 4.1 si sectiunea 4.2, pe parcursul fazei operationale (sectiune Error! Reference source not found.) a unui bazin de steril, BAT este: • sa se monitorizeze stabilitatea, dupa cum va fi explicat in continuare • sa fie prevazute variante de golire a bazinului in cazul aparitiei unor probleme • sa fie prevazute alte instalatii de descarcare, posibil intr-un alt baraj • sa fie prevazute instalatii secundare de decantare (de ex. in caz de inundatie, sectiunea 4.4.9)

si/sau barje cu pompe pregatite in caz de urgente, daca nivelul apei libere din bazin atinge inaltimea de garda minima prestabilita (Section Error! Reference source not found.)

• sa se masoare miscarile de teren cu instrumente adecvate pentru adancime si sa se cunoasca conditiile de presiune a fluidelor din pori

• sa se realizeze un drenaj corespunzator (sectiunea 2.6.10) • sa se pastreze documentari referitoare la proiectare si constructie si orice actualizari/modificari in

proiectare/constructie • sa se respecte manualul de siguranta a barajului asa cum este descris in sectiunea Error!

Reference source not found. in combinatie cu auditarile independente mentionate in sectiunea Error! Reference source not found.

• sa se ofere o pregatire corespunzatoare pentru personal Inlaturarea apei libere din bazin (sectiunea 2.6.7.1) BAT este: • sa se foloseasca un canal deversor in sol pentru santierul de avale si in afara santierului un bazin • sa se foloseasca un turn de decatare

in cazul unei clime reci cu o balanta pozitiva al apei pentru bazinele ingradite

• sa se foloseasca un put de decantare : in cazul unei clime calde cu o balanta negativa a apei pentru bazinele cu sectiune patrata daca este mentinut o inaltime de garda

Drenarea sterilelor (sectiunea 2.6.16) Alegerea metodei (steril sub forma de mil, decantate sau uscate) depinde in primul rand de evaluarea a trei factori, respective: • costul • performanta de mediu • riscul de esec. Pentru managementul sterilelor, BAT este sa se aplice : • managementul sterilelor uscate (sectiunea 2.6.16.1) • managementul sterilelor decantate (sectiunea 2.6.16.2) sau • managementul sterilelor de namol (Section Error! Reference source not found.).

Chapter 5

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 431

Exista multi alti factori care influenteaza alegerea celei mai potrivite tehnici pentru un anumit santier. Unii dintre acesti factori sunt : • mineralogia minereului • valoarea minereului • distribuirea granulatiei particulelor • disponibilitatea apei de mina • conditiile climatice • disponibilitatea spatiului pentru gestionarea sterilelor Instalatia de gestionare a sterilelor si a sedimente miniere Pe langa masurile descrise in sectiunea Error! Reference source not found. si sectiunea Error! Reference source not found., pe durata fazei operationale (sectiunea Error! Reference source not found.) a oricarei instalatii de gestionare a sterilelor si sedimente miniere, BAT este : • sa se realizeze scurgerea naturala catre exterior (sectiunea 2.6.1) • sa se rezolve problema sterilelor si sedimente miniere in cariere (sectiunea 2.6.1). In cazul pantei

haldei/barajului stabilitatea nu este o problema • sa se aplice un factor de stabilitate de cel putin 1.3 la toate haldele si barajele pe durata fazei

operationale (sectiunea 2.6.13.1) • sa se realizeze o restaurare progresiva/ reabilitare a vegetatiei (sectiunea 2.5.10). Monitorizarea stabilitatii BAT este: • sa se monitorizeze bazinul/barajul de steril (sectiunea 2.6.14.2):

nivelul apei calitatea si cantitatea infiltratiei prin baraj (si sectiunea 2.6.12) pozitia suprafetei freatice presiunea interstitiala miscarea crestei barajului si a sterilelor seismicitatea, pentru a asigura barajului stabilitate si straturi de sustinere (si sectiunea

2.6.14.4) presiunea interstitiala dinamica si lichifierea mecanica solului proceduri de plasare a sterilelor

• sa se monitorizeze halda (sectiunea 2.6.14.2): geometria bancului de lucru/ a pantei drenaj sub-tip presiunea interstitiala

• de asemenea sa se realizeze : in cazul bazinului/barajului de steril :

inspectii vizuale (sectiunea 2.6.14.3) inspectii anuale (sectiunea 2.6.14.3) auditari independente (sectiunea Error! Reference source not found. si sectiunea

2.6.14.3) evaluari de siguranta ale barajelor existente (SEED) (sectiunea 2.6.14.3)

in cazul haldei: inspectii vizuale (sectiunea 2.6.14.3) inspectii geotehnice (sectiunea 2.6.14.3) auditari independente geotehnice (sectiunea 2.6.14.3).

Reducerea accidentelor BAT este: • sa se realizeze o planificare in caz de urgenta (sectiunea 2.8.1) • sa se evalueze si sa se urmareasca incidentele (sectiunea 2.8.2) • sa se monitorizeze conductele (sectiunea 2.8.3).

Chapter 5

432 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Reducerea amprentei BAT este: • daca e posibil, sa se previna si/sau reduca producerea de steril/sedimente miniere (sectiunea

Error! Reference source not found.) • rambleul sterilelor (sectiunea Error! Reference source not found.), in urmatoarele conditii, cand:

rambleul este necesar ca parte a metodei de exploatare (sectiunea 2.7.1.1) costul suplimentar pentru rambleu este cel putin compensate de recuperarea mare de minereu in explotarea carierelor deschise, daca sterilul de dreneaza usor (adica evaporare si drenaj,

filtrare) si prin acesta se poate evita un TMF sau se poate reduce marimea lui (sectiunile 2.7.1.2, 2.7.1.3, 2.7.1.4, 2.6.1)

este disponibil rambleu din carierele din apropiere (sectiunea 2.7.1.5) ramblaierea cavitatilor mari din minele subtere (sectiunea 2.7.1.6). Cavitatile umplute cu steril

malos vor necesita drenarea (sectiunea 2.7.1.9).Este posibil de asemenea sa se adauge si lianti pentru a mari stabilitatea (sectiunea 2.7.1.8)

• rambleuri de steril sub forma de pasta (sectiunea Error! Reference source not found.), daca sunt indeplinite conditiile de rambleu si daca: exista necesitatea unui rambleu compentent sterilul sunt foarte fine, astfel incat este prea putin material disponibil ppentru rambleu

hidraulic. In caz contrar, cantitatea mare de steril fine transportata in bazin se va drena foarte lent.

este de preferat sa se previna patrunderea apei in mina sau unde este costisitor sa the pompeze apa din steril drenate (adica daca distanta e foarte mare)

• ramblaierea cu sedimente miniere, in urmatoarele conditii (sectiunea 2.7.2), cand: poate fi reumplut in mina de adancime sunt in apropiere una sau mai multe cavitati deschise de suprafata statia este realizata in asa fel in cariera deschisa incat este posibil sa se umple sedimente

miniere fara a fi perturbata operatia de exploatare • sa se investigeze utilizari posibile ale sterilelor si sedimente miniere (sectiunea 2.7.3). Inchiderea si intretinerea ulterioara Pe langa masurile descrise in sectiunea 4.1 si sectiunea 4.2, in timpul fazei de inchidere si a fazei de intretinere ulterioara (sectiunea Error! Reference source not found.) a oricarei instalatii de management a sterilelor si sedimente miniere, BAT este: • sa se realizeze planuri de inchidere si intretinere ulterioara in timpul fazei de planificare a

operatiei, inclusiv o estimare a costurilor, care vor fi apoi actualizate (sectiunea Error! Reference source not found.). Totusi, cerintele pentru reabilitare se dezvolta pe durata vietii unei statii si pot fi luate in considerare in detaliu doar in faza de inchidere a unei TMF

• sa se aplice un factor de siguranta de cel putin 1,3 pentru baraje si gramezi dupa inchidere(sectiunea Error! Reference source not found. si 2.6.13.1), cu toate ca exista pareri contrite referitoare la acoperirea cu apa (vezi capitolul 7).

Pemtru faza de inchidere si intretinere ulterioara a bazinelor de steril, BAT este sa se construiasca barajele in asa fel incat ele sa aiba stabilitate pe termen lung, in cazul in care pentru inchidere este aleasa solutia cu acoperire cu apa. (Sectiunea Error! Reference source not found.). 3.3 Lesierea aurului folosind cianura Pe langa masurile generale din Sectiunea 3.2, pentru toate minele unde se foloseste lesierea aurului folosind cianura, BAT este sa se intreprinda urmatoarele:

Chapter 5

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 433

• reducerea utilizarii de CN, aplicand:

strategii operationale pentru minimalizarea adaugarii de cianura (Sectiunea 2.5.6.2) controlul automat al cianurii (Sectiunea 2.5.6.2.1) daca este aplicabil, tratarea prealabila cu peroxid (Sectiunea 2.5.6.2.2)

• distrugerea CN libere ramase inainte de descarcarea in bazin (Sectiunea 2.5.15.8). Tabel 0.10 prezinta exemple de nivele de CN atinse la cateva statii din Europa

• aplicarea urmatoarelor masuri de siguranta (Sectiunea 2.6.15): dimensionati circuitul de distrugere a cianurii cu o capacitate dubla fata de necesitatea reala instalati un sistem de rezerva pentru adaugarea de calcar instalati generatoare de curent electric de rezerca.

3.4 Aluminiu Pe langa masurile generale din Sectiunea 3.2 pentru toate rafinariile de alumina, BAT este sa se intreprinda urmatoarele: • in timpul functionarii:

evitarea descarcarii apelor reziduale in apele de suprafata. Aceasta se realizeaza prin refolosirea apei de procesare in rafinarie (Sectiunea 2.5.15.1) sau, in climate aride, prin evaporare

• in faza de intretinere ulterioara (Sectiunea 2.5.17.1): tratarea scurgerilor de suprafata din TMFs inainte de descarcare, pana cand conditiile chimice

ating concentratii acceptabile pentru descarcarea in apele de suprafata intretinerea drumurilor de acces, a sistemelor de drenare si a stratului vegetal (inclusiv

revegetare daca este necesar) continuarea colectarii de probe pentru stabilirea calitatii apei freatice.

3.5 Potasiu Pe langa masurile generale din Sectiunea 3.2 pentru toate minele de potasiu, BAT este sa se intreprinda urmatoarele: • daca solul natural nu este impermeabil, faceti terenul de sub TMF impermeabil (Sectiunea

2.5.14.3) • reducere emisiilor de praf in urma transportului pe benzile rulante (Sectiunea Error! Reference

source not found.) • izolarea la baza a haldelor in afara zonei centrale impermeabile si colectarea scurgerilor (Sectiunea

2.5.15.4.1) • rambleul cavitatilor mari cu steril uscate si/sau maloase (Sectiunea 2.7.1.6). 3.6 Carbune Pe langa masurile generale din Sectiunea 5.2 pentru toate minele de carbune, conform BAT trebuie intreprinse urmatoarele: • prevenirea infiltratiilor (Sectiunea 2.5.14.4) • indepartarea apei din sterilul fine <0,5 mm din flotatie (Sectiunea Error! Reference source not

found.).

Chapter 5

434 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

3.7 Management ecologic Un numar de tehnici de management ecologic este BAT. Obiectul (de ex. nivelul detalierii) si tipul SME (de ex. standardizat sau nu) va fi in general referitor la tipul, scara si complexitatea instalatiei, si seria de impacte ecologice pe care le-ar putea avea. BAT este implementarea si aderarea la un sistem de managament ecologic (SME) care incorporeaza, in conformitate cu circumstantele individuale, urmatoarele caracteristici: (vezi Capitolul Error! Reference source not found.) • definirea unei politici ecologice pentru instalarea prin managementul de varf (implicarea

managementului de varf este considerata o premisa pentru o aplicare cu succes a altor masuri ale SME)

• planificarea si stabilirea procedurilor necesare • implementarea procedurilor, avand mai ales in vedere

structura si responsibilitatea training, responsabilitate si competenta comunicarea implicarea angajatilor documentarea controlul eficient al procesului programul de intretinere pregatire pentru situatii de urgenta si actionarea in cazul acestora conformarea cu legislatia referitoare la mediu

• verificarea performantei si corectarea, avand mai ales in vedere monitorizarea si masurarea (vezi si Documentul de Referinta asupra Monitorizarii Emisiilor) actiuni de corectare si prevenire pastrarea de evidente audit intern independent (unde este practicabil) pentru a determina daca sistemul de

management ecologic se conformeaza sau nu aranjamentelor planificate si a fost implementat si intretinut corect

• revizuire prin managementul de varf. Trei alte masuri, care le pot completa pe cele de mai sus in etape, sunt considerate a fi masuri de sprijin. Cu toate acestea, absenta lor nu este in general neconform cu BAT. Acesti trei pasi suplimentari sunt: • examinarea si validarea sistemului de management system si a procedurii de audit de catre o

institutie acreditata de certificare sau un controlor extern al SME • pregatirea si publicarea (si, pe cat posibil, validarea externa) unei declaratii obisnuite referitoare la

mediu, in care sa se descrie toate aspectele ecologice importante ale instalatiei, permitand o comparatie de la an la an cu obiectivele ecologice cat si cu sector benchmarks

• implementarea si aderarea la un sistem voluntar acceptat international precum EMAS si EN ISO 14001:1996. Acest pas voluntar ar putea oferi SME o credibilitate mai mare. In special EMAS, care incorporeaza toate caracteristicile de mai sus, ofera o credibilitate mai mare. Cu toate acestea, sistemele nestandardizate pot in principiu sa fie la fel de eficiente, daca sunt elaborate si implementate corect.

In special pentru managementul sterilelor si al sedimente miniere, conform BAT trebuie aplicat un sistem de management integrat al riscului/sigurantei si ecologic. De aceea, managementul ecologic trebuie dezvoltat si pus in aplicare impreuna cu evaluarea/managementul riscului descris in Sectiunea Error! Reference source not found. si managementul operatiei, supervizarii si intretinerii descris in Sectiunea Error! Reference source not found..

Chapter 6

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 435

4 TEHNICI NOI PENTRU MANAGEMENTUL STERILELOR SI SEDIMENTE MINIERE IN ACTIVITATILE MINIERE

4.1 Depozitarea atat a sterilelor minereului de fier, cat si a

sedimente miniere Operatorul suedez al minelor de minereu de fier de la Kiruna si Malmberget a lucrat mai multi ani la dezvoltarea de metode alternative pentru transportarea si depozitarea asa-numitelor ‘sedimente miniere’ (steril uscate brute <100 mm) si a sterilelor din operatiile de concentrare (steril fine <3 mm). Obiectivele acestei cercetari au fost in principal reducerea investitiilor si a costurilor semnificative ale transportului cu camioane (folosit in prezent pentru sedimente miniere) si ale construcitei de baraje (folosite in prezent pentru sterilul fine). S-a desfasurat un test important, pompandu-se un amestec de steril uscate si steril ude cu pompe pentru slam de mare capacitate. Testele si evaluarea la fata locului au aratat ca operatia nu a fost competitiva cu tehnicile traditionale de transportare, mai ales din cauza uzarii pompelor si tevilor. Co-evacuarea rezultata a aratat insa ca fluxul de slam a luat forma rotunda a unei morene, similara cu cele create de topirea ghetei in timpul retragerii ghetei glaciale. Densitatea materialului depozitat a fost mai ridicata decat cea a materialului plasat conventional, asta inseamna ca folosirea volumului diponibil este mai eficient. In plus, s-a tras concluzia ca, daca se iau masuri pentru controlarea nivelului paei freatice din depozit, se creaza depozite stabile si inalte prin aceasta metoda de evacuare. Proprietatile promitatoare ale sedimente miniere si sterilelor co-depozitate au incurajat cercetarea pentru a gasi modalitati de obtinere a avantajelor co-evacuarii combinate cu tehnicile traditionale de transportare. Un operator a elaborat conceptul evacuarii celulelor drenate si a efectuat teste de laborator, teste-pilot si teste pe scara larga pentru a dezvolta criterii aplicabile de proiectare, pentru a evalua aspectele operationale, hidraulice si geotehnice si pentru a investiga influenta climei reci asupra stabilitatii depozitului. Evacuarea celulor drenate este evaluata acum in studii preliminare in minele din Malmberget si Kiruna. In Italia, tehnica de formare de tips in straturi de diferite permeabilitati a fost folosita cu succes pentru evacuarea materialului supraincarcat in minele de carbune de la S.Barbara (Arezzo - Toscana). Straturile cu permeabilitate ridicata pot drena apa, astfel incat timpul necesar pentru disiparea presiunii interstitiale in straturile cu permeabilitate redusa este redus foarte mult. Aceasta tehnica a imbunatatit stabilitatea pe termen scurt, furnizand suficienta siguranta pentru o viteza acceptabila de constructie. 4.2 Inhibarea progresului ARD S-a constatat ca acoperirile artificiale formeaza un strat de acoperire impermeabil si protector pe suprafetele sulfurilor, inhiband progresului de drenare a rocilor acide (ARD). Acest program de cercetare intentioneaza revizuirea fezabilitatii procesului de formare a acoperirilor pe sulfuri care sa protejeze impotriva oxidarii, folosind reactivi sau procese electrolitice. Acest strat protectortrebuie sa fie consistent pentru a reduce accesul unuia dintre ingredientii care genereaza ARD. Partea principala a cercetarii va fi obtinerea unor straturi de acoperire care rezista la procesul de imbatranire. Se vor efectua si studii electrolitice pentru a oxida suprafata sulfurilor expuse in barajele de sedimente miniere sau de steril , astfel creand un strat de neutralizare. (sursa: http://www.mining.ubc.ca – Studiu de formare a acoperirilor de neutralizare pe sedimente miniere bogat in sulfuri: o modalitate de a inhiba propagarea ARD).

Chapter 6

436 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

4.3 Reciclarea cianurii prin tehnologia membranei Reciclarea cianurii folosind tehnologia membranei, care este dezvoltata in prezent, va fi aplicata in procesul metalurgic de extragere a aurului, unde eficienta folosirii cianurii este afectata de prezenta cuprului (si a metalelor similare, precum zinc si argint). Prezenta acestor metale provoaca o crestere a consumului de cianura, o scadere a eficientei de recuperare a aurului si de asemenea reprezeinta o problema importanta pentru managementul ecologic din cauza sterilelor. Tehnica este un hibrid intre tehnologiile membranei si a extractiei electrolitice a metalelor, care permite recuperarea de cupru metalic si, simultan, eliberarea cianurii libere din complexele de cupru-cianura. Cianura libera poate atunci fi recuperata si returnata la capatul de inceput al procesului de macinare, facandu-se astfel economii importante. Procesul poate fi instalat in circuitul sterilelor inainte de descarcarea in bazinul de steril sau in circuitul de apa returnata recuperata din barajul de steril. Tehnologiile componente ale procesului sunt testate in industrie. Estimarile initiale ale costurilor arata ca procesul este potential foarte atragator in comparatie cu alte abordari alternative, precum procese de schimb a rasinii, procese de precipitare si acidifiere. Diagrama de baza a fluxului acestui proces consta in trei parti: 1. un pas de indepartare a materiilor solide pentru furnizarea unei solutii curate pentru procesarea

ulterioara 2. un pas implicand o membrana care concentreaza complexele de cupru-cianura. Acest pas

recupereaza si o parte de cianura libera 3. o unitate de recuperare a metalului (URM) care depoziteaza cuprul in mod electrolitic, astfel

eliberand o parte din cianura WAD ca cianura libera.

Aceasta tehnica va fi aplicata oricarui flux care contine cianura libera si/sau cianura complexata cu cupru sau metale similare (weak acid dissociable, sau cianura WAD). Aceasta poate fi fluxul sterilelor inainte de barajul de steril sau apa recuperata din barajul de steril. Aceasta tehnice de recuperare a cianurii din sterilul din minele de aur poate fi usor readaptata la instalatiile existente de prelucrare a aurului. Alimentarea procesului se face fie cu solutie de steril, fie cu retur de steril. Acest proces aduce un numar de avantaje. Consumul de reacvtivi este redus fata de procesele pentru distrugerea cianurii. Cianura care altfel ar fi pierdute in circuit poate fi recuperata din steril si poate fi refolosita, reducand inventarul de cianura de la fata locului, si de asemenea reducand costurile pentru achizitionarea cianurii si distrugerea cianurii. Cuprul este recuperat ca produs secundar. Nu exista limite pentru concentratiile cianurii WAD tratate, desi eficienta procesului depinde de compozitia chimica a fluxului de steril. Exista de asemenea avantaje ecologice evidente. Cantitatea de cianura si cupru din fluxul de steril este redusa semnificativ inainte de distrugerea cianurii sau de evacuarea sterilelor in depozitele de steril. Asta inseamnaun risc redus pentru mediul inconjurator, respectiv pentru fauna, flora si ape. Recuperarea cianurii reduce cantitatea de cianura tratata achizitionata, depozitata si manevrata in cadrul statiei. 4.4 Celule aliniate La Proiectul Las Cruces, metoda propusa de depozitare a sterilelor este de depunerea uscata in celule impermeabile. Se propune construirea celulelor in forma de blocuri de 100 x 100 m cu o inaltime de 25 m. Sterilul depozitate trebuie sa fie acoperite in permanenta cu argila. Incapsularea finala se va efectua prin folosirea unei acoperiri din mai multe straturi, cu ajutorul argilei (marna) extrase in operatiunea de descoperire a zacamantului de minereu. Celulele trebuie sa fie construite avand o baza impermeabila, formata din mai multe straturi de argila si straturi de drenaj. Se va instala un sistem pentru capturarea drenajului si drenajul va fi tratat in vederea reutilizarii in proces sau pentru evacuare. [67, IGME, 2002]

Chapter 6

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 437

4.5 Utilizarea slamului rosu tratat pentru remedierea problemelor

poluarii cu ARD si metale A fost dezvoltata o tehnologie prin care reziduul de procesare (de ex. ‘slam rosu’) din rafinariile de alumina este supus unei tratari , formand un material care are o alcalinitate reziduala si capacitatea de a capta ioni metalici. Aceasta capacitate se bazeaza pe cantitatea complexa de minerale prezente in material (precum hematit, boehmit, gibsit, sodalite, cuart, cancrinite si multe altele). Acest material poate fi folosit pentru tratarea contaminarii cu acizi si metale a pamantului si apei. Materialul a fost folosit pe scara comerciala pentru a trata 1,5 Mm3 de apa reziduala la mina de la Mt. Carrington, Australia. Apa avea o incarcatura importanta de metal (Al, As, Cd, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Zn) si dupa tratare, indepartarea metalului din apa a variat de la minim 90 pana la 99.9 %. S-a constatat si ca metalele legate nu pot fi nici extrase de vegetatie, nici eliberate prin lesiere. Posibilele aplicatii identificate pana acum sunt urmatoarele: • neutralizarea si decontaminarea apei ARD • neutralizarea sterilelor si sedimente miniere cu potential ARD • controlul varsarilor bogate in acid si metale prin bariere de filtrare • indepartarea fosfatului din apa • indepartarea arsenicului si a altor metale din apa freatica. Materialul poate fi folosit fie ca pudra uscata, fie ca slam. Particulele mici pot fi atunci decantate usor pe fundul unei zone linistite, precum un bazin, si periodic pot fi colectate. Sedimentul are o gravitatie ridicata specifica si poate ramane la fundul bazinului perioade lungi de timp, fara sa creeze probleme. Metalele prinse sunt blocate intr-o forma stabila asa cum s-a demonstrat prin teste de lesiere. Materialul uzat poate apoi fi evacuat intr-un depozit de steril sau poate fi lasat in acelasi loc, ca strat pe fundul bazinului, ca protectie a apei freatice impotriva contaminarii cu metale. Materialul poate fi de asemenea folosit intr-o forma poroasa granulata si intr-un aranjament de filtrare cu nisip. 4.6 Combinarea tehnicilor SO2/aer si peroxid de hidrogen pentru a

distruge cianura O tehnica este in prezent in dezvoltare, care foloseste sinergiile intre procesul SO2/aer (aplicabil in cazul slamurilor) si tehnica peroxidului de hidrogen (nu se aplica in cazul slamurilor) pentru distrugerea cianurii. Avantajul acestei noi tehnici este flexibilitatea de a se adapta la schimbarile din chimia alimentara. In functie de conditiile specifice locatiei, procesul ofera economii de capital si operare fata de instalatiile traditionale SO2/aer.

Chapter 7

438 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

5 CONCLUZII Istoricul activitatii Prima intalnire plenara a TWG a avut loc in iunie 2001. Prima schita a documentului a fost trimisa Grupului Activ Tehnic (TWG) pentru consultare in septembrie 2002. Observatiile au fost evaluate si preluate in document si o a doua schita, inclusiv propuneri pentru concluziile BAT, a fost trimisa in mai 2003. Intalnirea plenara finala referitoare la TWG a fost organizata in noiembrie 2003. Dupa intalnire, a existat o scurta consultare asupra concluziilor si asupra capitolelor-rezumat inainte ca versiunea finala a documentului sa fie produsa. Surse de infomrare Multe documente au fost puse la dispozitie de industrie si autoritati ca baza pentru informatiile care sa fie incluse in acest document. Buletinele ‘Comisiei Internationale pentru Baraje Mari’ (ICOLD) referitoare la managementul sterilelor, ‘Ghidul statiilor de management al sterilelor’ din Canada si ‘Ghidul de Siguranta al Barajelor’ din Finlanda pot fi considerate documentele principale pentru acest document BAT. Informatii valoroase despre anumite statii si tehnicile aplicate au fost puse la dispozitie de reprezentanti ai industriei metalurigice, ai industriei extractive a minereurilor si ai industriei exploatatoare de carbuni. Acestora li s-au adaugat informatii din Irlanda, Suedia, Spania, Portugalia, Finlanda, Grecia, Italia, Austria si Germania. S-au efecutat vizite la fata locului in Irlanda, Germania, Austria, Spania, Suedia, Turcia si Polonia. Rundele de consultare asupra fiecarei schite a documentului au dus la obtinerea de raspunsuri specifice de la operatori, observatii referitoare la aplicabilitatea si implementarea unor tehnici si alte date referitoare la operare si costuri. Pe intreaga durata a proiectului, s-a acordat atentie speciala implicarii noilor tari aderate care au activitati miniere importante. Acest lucru a rezultat in participarea activa a Poloniei, Cehiei si Ungariei. Pentru a incuraja schimbul de informatii, s-au organizat workshop-uri in Suedia, Irlanda, Polonia si Bulgaria. Mai mult, au avut loc intalniri in Austria si, de mai multe ori in timpul procesului, in Bruxelles. Toate aceste evenimente au furnizat informatii suplimentare asupra functionarii si informatii tehnice utile. Lipsuri si slabiciuni La intalnirea de incepere s-a decis includerea informatiilor despre managementul sterilelor si sedimentelor miniere de la exploatarea petroliera din Estonia. Din pacate, nu s-au furnizat informatii relevante pe aceasta tema. Initial, majoritatea contributiilor s-au concentrat asupra procesarii minerale si a managementului general al sterilelor si sedimentelor miniere. Cererile de informatii mai detaliate au reusit sa furnizeze nivelul dorit de detalii referitoare la tehnicile aplicate, dar intarzierea in incorporarea cererilor a dus la o intarziere a alcatuirii si distribuirii primei schite. Cantitatea si calitatea informatiilor din acest document sufera un dezechilibru, intrucat s-au furnizat putine informatii despre consumul real si nivelele emisiilor statiilor de management al sterilelor minerale industriale si al sedimentelor miniere. Datele despre emisii pentru statiile de prelucrare a metalelor se refera la statii izolate. Nu s-a putut face o corelare intre tehnicile aplicate si datele disponibile despre emisii. De aceea, concluziile BAT asupra nivelului emisiilor asociate nu au fost posibile. TWG a furnizat foarte putine informatii despre reducerea accidentelor. Gradul de consens atins

Chapter 7

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 439

S-a cazut de acord asupra concluziilor lucrarii la ultima intalnire plenara din noiembrie 2003, atingandu-se un nivel ridicat de consens. Principalele teme de discutie la intalnirea finala au fost: • cantitatile de steril si sedimente miniere generate • nivelele emisiilor asociate BAT pentru tratarea apei reziduale si pentru distrugerea cianurii • metode de acoperire a bazinelor de steril dupa inchidere • factori de siguranta pentru halde si baraje • monitorizarea barajelor si a haldelor • metode pentru drenarea slamurilor de steril • metode pentru construirea si ridicarea barajelor de steril. TWG nu a putut sa furnizeze informatii despre cantitatile de steril si sedimente miniere generate de activitatile miniere. De aceea, s-au inclus numai informatii generale din raportul Eurostat anual in Capitolul 1. Pentru tratarea apei reziduale si distrugerea cianurii, asa cum am mentionat mai devreme, referitor la operatiile de lesiere a aurului, TWG nu a putut sa ajunga la o concluzie despre nivelului emisiilor asociate BAT pentru concentratia CN in descarcarea in bazinul de steril. TWG a considerat ca dipspozitii din Directiva propusa referitoare la managementul sterilelor din industria extractiva17 sunt potrivite pe aceasta tema. La Articolul 13(4), Directiva cere in prezent o valoare de 10 ppm WADCN in 10 ani de la transpunerea Directivei. S-a decis in timpul ultimei intalniri plenare ca atat tehnica acoperirii ‘uscate’, cat si cea a acoperirii ‘ude’ sunt metode care permit prevenirea generarii de ARD cand se inchide un bazin de steril. Informatii si texte suplimentare au fost furnizate de Suedia pentru a sprijini acest argument. Deci ambele tehnici sunt considerate BAT pentur prevenirea ARD. TWG a aprobat un coeficient general de siguranta pentru baraje si halde in timpul operarii si dupa inchidere de 1,3 ca BAT. Cu toate acestea, au existat opinii diferite referitoare la coeficientul de siguranta pentru baraje pe termen lung acoperite cu apa sau un ‘strat umed’. Un Stat Membru si cativa membri ai grupului activ in industrie au propus o valoare de minim 1,3. Aceasta propunere a fost bazata pe argumentul ca nu este practica modificarea coeficientului de siguranta de la 1,3 in timpul operarii la 1,5 dupa inchiderea bazinului de steril, si ca, in plus, 1,3 a fost considerat ‘suficient de sigur’ si conform cu legislatia in vigoare. Cu toate acestea, celelalte State Membre si unii membri grupului activ in industrie au propus o valoare de 1,5, sustinand ca, aplicand un coeficient de siguranta de 1,5, monitorizarea in faza de intretinere ulterioara ar putea fi redusa. Mai mult, Comisia internationala pentru baraje mari (ICOLD) recomanda valoarea de 1,5. De aceea nu a existat o decizie unanima BAT referitoare la coeficientul de siguranta pentru baraje stabile pe termen lung acoperite de apa. TWG a decis ca uscarea sterilelor, decantarea sterilelor, cat si depozitarea sterilelor maloase sunt toate BAT, in functie de multi factori (e.g. dimensiunea granulei, climat etc.). Referitor la metodele de construire si ridicare a barajelor de steril, TWG a fost de acord ca metoda amonte este aplicabila pe baza informatiilor disponibile in acest document si a altor informatii furnizate in timpul ultimei intalniri. Barajele conventionale, precum si metodele amonte, aval si centrala sunt toate considerate BAT in anumite conditii specifice. Recomandari pentru lucrari viitoare Rezultatul acestui schimb de informatii, cum ar fi acest document, reprezinta un pas important inainte in reducerea poluarii zilnice si in prevenirea accidentelor de la statiile de management al sterilelor si 17 ) COM(2003) 319 final, 2.6.2003. Directiv propusa include referinte la BAT in articolele sale 4(2), 19(2) si 19(3)

Chapter 7

440 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

sedimente miniere. Pe cateva teme, informatiile disponibile sunt incomplete si nu au permis sa se ajunga la concluzii BAT. Problemele principale au fost prezentate in Sectiunea 7.2 si 7.3. Lucrarile viitoare ar putea sa se concentreze cu folos asupra colectarii mai multor informatii pe urmatoarele teme: • extinderea obiectului: In timpul intalinirii de inceput, TWG a decis sa limiteze obiectul

documentului la o dimensiune adecvata, astfel incat acesta sa poata fi incheiat in timpul dat. Orice revizuire viitoare ar trebui sa incerce sa extinda obiectul in doua directii: (1) lista mineralelor acoperite sa fie extinsa, si (2) documentul ar trebui sa fie adaptat obiectului final al Directivei referitoare la managementul sterilelor din industria extractiva dupa adoptarea acesteia.

• generarea de steril si sedimente miniere: Exista o lipsa de informatii in acest document despre cantitatile de steril si sedimente miniere generate in Europa. In mod ideal, aceasta informatie ar trebui sa fie inclusa pentru toate mineralele mentionate in acest document. Aceste informatii trebuie colectate de reprezentatii industriei si de Statele Membre din proiectele in derulare

• nivelele de emisii asociate BAT pentru tratarea apei reziduale si pentru distrugerea cianurii: Exista o lipsa de informatii referitor la nivelele emisiilor pentru tratarea apei reziduale si pentru distrugerea cianurii. Aceste informatii ar trebui sa fie adunate din operatiile acutale si apoi analizate si comparate cu informatiile deja incluse in Capitolul 3, astfel incat sa fie posibil sa se stabileasca nivelele de emisii asociate BAT. Pentru distrugerea cianurii, exista cateva exemple de statii din Europa. De aceea, informatiile ar trebui adunate de la operatii din afara Europei, in special din Australia, Canada si SUA, unde exista o experienta mai vasta in acest domeniu. Ar trebui sa existe un schimb de informatii cu reprezentantii industriei si cu autoritatile din aceste tari pentru a obtine informatiile necesare pentru stabilirea nivelelor de emisii asociate BAT

• managementul subacvatic al sterilelor in apa de mare: Aceasta tehnica a fost introdusa in urma unei observatii referitoare la a doua schita a acestui document. In timpul intalnirii plenare finale, TWG a considerat ca sunt necesare mai multe informatii despre aceasta tehnica pentru a decide daca este BAT. In prezent, lipsesc o descriere mai clara a tehnicii si informatii despre aplicabilitate, efecte colaterale si aspecte economice ale acestei tehnici. Aceste informatii trebuie adunate de reprezentantii industriei si de Statele Membre din proiectele aflate in derulare, inainte de a se putea lua hotararea daca este BAT. Au fost mentionate mai multe probleme in timpul intalnirii finale, cum ar fi tehnica poate fi o alternativa posibila la depozitarea pe sol, daca materialul este inofensiv si nu

exista teren disponibil managementul sterilelor decantate se dezvolta in aceasta zona, ceea ce previne ‘miscarea’

sterilelor odata depozitate sub apa depozitarea in mari si lacuri a fost aplicata de multe ori, de aceea ar trebui sa existe informatii

disponibile pentru evaluarea acestei tehnici aceasta tehnica poate fi aplicata numai in zone cu fiorduri, in alte cazuri poate fi dificila

prevederea unei miscari ulterioare a sterilelor avand in vedere revarsarea de petrol “Prestige”, s-a observat ca, in cazul unei erori, daunele

sunt ireversibile • informatii economice: Exista o lipsa de informatii economice pentru multe dintre tehnicile

prezentate in Capitolul 4. Aceste informatii trebuie adunate de reprezentantii industriei si de Statele Membre din proiectele aflate in derulare

• caracterizarea sterilelor si sedimente miniere: in Anexa 4 sunt aratate cateva standarde care pot fi folosite pentru a caracteriza sterilul si

sedimente miniere. Cu toate acestea, pentru masurarea proprietatilor geotechnice, acestea sunt in principal standarde BS si ASTM. Este nevoie sa se includa mai multe standarde internationale si nationale pentru a facilita folosirea de metode in diferite State Membre

Anexa 4 contine o lista si o descriere a multor metode pentru caracterizarea sterilelor si sedimente miniere. Trebuie conceputa o metodologie standard care poate fi aplicata in general si acceptata in Europa, pentru a permite atingerea unui nivel relevant de caracterizare a tuturor sedimente miniere si sterilelor. Corelarea intre rezultatele caracterizarii si comportamentul ecologic pe termen lung al sterilelor si sedimentelor miniere, in conditiile ‘lumii reale’ trebuie de asemenea stabilita.

Chapter 7

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 441

• steril decantate: Documentul prezent descrie tehnici pentru indepartarea apei din sterilul maloase, cat si pentru managementul sterilelor maloase in bazine. Exista relativ putine informatii in document despre tehnica sterilelor decantate, deoarece aceasta tehnica a fost introdusa de curand in domeniul mineritului. Se asteapta ca aceasta tehnica sa fie aplicata pe scara mai larga in viitor. Inca o data, daca exista informatii disponibile despre functionare, acestea trebuie incorporate in acest document. Aceasta ar permite o descriere mai precisa a aplicabilitatii acestei tehnici

• fitoremediera emisiilor de cianura: In cazul minelor de aur, riscurile ecologice vin in zilele noastre de la folosirea solutiilor de cianura, care sunt foarte toxice pentru animale si plante. O posibila cale de reducere a impactului ecologic al emisiilor din mine ar putea fi tratarea apei reziduale in terenuri umede construite, de ex. fito-remedierea. Fitoremedierea este folosirea plantelor verzi pentru a stabiliza sau indeparta contaminantii din pamamnt, sedimente sau apa. Studiile anterioare despre fitoremedierea metalelor grele si a contaminantilor organici au demonstrat capacitatea generala a plantelor de a extrage substante din sol sau apa. Obiectivul unui proiect de cercetare in derulare este gasirea unor plante cu o biomasa mare care combina o preluare sufficient de mare a cianurii cu susceptibilitate redusa dpdv. a cianurii si a metalelor toxice. Dupa studiile de laborator, obiectivul este stabilirea unor experimente pe scara larga in terenuri umede-model pentru a dezvolta tehnologia bioremedierii pentru utilizare industriala. Rezultatele acestui proiect de cercetare18 ar trebui incluse intr-o revizuire viitoare a acestui document.

CE lanseaza si sprijina prin programele sale RTD o serie de proiecte care trateaza tehnologiile curate, tratarea apei reziduale si tehnologii de reciclare si stategii de management. Potential, aceste proiecte ar putea avea o contributie utila la revizuiri viitoare ale acestui document. Cititorii sunt deci invitati sa informeze EIPPCB referitor la orice rezultat al cercetarilor care a putea fi relevant obiectului acestui document (vezi si prefata acestui document). Subiecte sugerate pentru cercetarisi proiecte de dezvoltare viitoare Schimbul de informatii a dus si la descoperirea unor zone in care s-ar putea obtine cunostinte suplimentare utile din proiecte de Cercetare si Dezvoltare. Acestea se refera la urmatoarele teme: • managementul ciclului de viata: TWG a recunoscut ca aplicarea managementului intregului ciclu

de viata ar fi esential pentru ca o statie sa obtina un nivel inalt de siguranta si performanta ecologica. Cu toate acestea, datele economice care arata ca este eficienta din punct de vedere economic administrarea unei operari miniere cu modelul intregului ciclu de viata lipseste la ora actuala. Cercetarea in aceasta zona este necesara pentru a investiga orice studiu de caz existent, pentru a stabili aspectele economice ale aplicarii managementului ciclului de viata integrat, in comparatie cu metoda conventionala (adica profit maxim in timpul operarii)

• toxicitatea produselor din descompunerea cianurii: Toxicitatea cianurii este o tema cercetata in detaliu. Cu toate acestea, se pare ca unele produse din descompunere ar putea avea de asemenea o importanta toxicologica. Avand in vedere impactul scurgerilor din instalatiile care folosesc cianura pentru a lesia aurul, este nevoie ca toxicitatea produselor din descompunerea cianurii sa fie cercetata..

18) Prof. Dr. Andreas Schaeffer, Universitatea de Tehnologie Aachen (RWTH Aachen), Germania, Biologie V – Chimia Mediului

References

442 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

REFERINTE 6 ICOLD (1996). "Tailings dam and environment", ICOLD, Paris, issn 0534-8293. 7 ICOLD (1996). "Monitoring of tailings dams", ICOLD, Paris, issn 0534-8293. 8 ICOLD (1996). "A guide to tailings dams and impoundments, design, construction, use and

rehabilitation", ICOLD, Paris, 92-807-1590-7. 9 ICOLD (2001). "Tailings dams, risk of dangerous occurences", ICOLD, Paris, issn 0534-

8293. 11 EPA, A. (1995). "Tailings containment", Best practice environmental management in mining. 12 K. Adam, E. M. (2001). "Closure plan of a pyrite concentrate stockpile at Stratoni mines ,

Greece", TVX Hella/Echmes. 13 Vick, S. G. (2001). "Stability aspects of long-term closure for sulfide tailings". 14 Höglund, L. O. (2001). "EU - Towards a new mines directive - Main priorities", Ireland. 19 K+S (2002). "Potash Industry contribution to MTWR-BREF", K+S. 20 Eriksson, N. (2002). "Acid Rock Drainage (ARD)". 21 Ritcey, G. M. (1989). "Tailings management, problems and solutions in the mining industry",

Process Metallurgy 6, Elsevier, 0-444-87374-0. 22 Aughinish (2001). "Residue storage area extensions scheme, environmental impact statement,

chapter 4", Aughinish alumina refinery, IPC permit application. 23 Tara, M. L. (1999). "IPC application, attachment No. 22, reclamation and closure plan -

preliminary cost estimate (Golder Associates)", Irish EPA. 24 British Columbia CN guide, H. (1992). "Technical guide for the environmental management

of cyanide in mining". 25 Lisheen, M. L. L. (1995). "Environmental impact statement", Irish EPA. 26 Mudder, B. (2000). "A global perspective of cyanide",

http://www.mineralresourcesforum.org/initiatives/cyanide/docs/mudder.pdf. 27 Derham, J. (2002). "Analysis of red mud", personal communication. 29 Barytes, A., P. Huxtable (2002). "Barytes BAT note". 30 Weber, Z. (2001). "World mining data", 3-901074-14-7. 31 Ritcey (1989). "Tailings management ,same as tm 21". 32 Derham, H. (2002). "Detailed red mud analysis", Irish EPA, personal communication. 33 Eurallumina, I., Alfredo Teodosi (2002). "BREF questionnaire reply, Bauxite", 5.4.2002. 34 EAA, E. N. (2002). "European Alumina plants production in 2001", EAA, personal

communication.

References

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 443

36 USGS (2002). "Metal Statistics and Information", US Geological Survey, http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/.

37 Mineralgallery (2002). "Minerals information", http://mineral.galleries.com. 38 Weber, L. (2002). "Information on manganese", personal communication. 39 IMA (2002). "3.x Feldspar (if recovered by flotation)_1", IMA, 29.3.2002. 40 IMA (2002). "Kaolin chapter draft 1", 19.03.2002. 41 Stokes, M. (2002). "Presentation on Lisheen TMF", Anglo, Lisheen, personal

communication. 42 IMA (2002). "Limestone contribution", IMA, 15.4.2002. 43 Sogerem, E. (2002). "Fluorspar contribution", Euromines, 17.4.2002. 44 Italy (2002). "Questionnaire response from Nuova Mineraria Silius Italy, Fluorspar and Lead

Sulphide", ENEA - C.R. CASACCIA, 5.4.2002. 45 Euromines (2002). "Framework for mining waste management", Euromines, 22.4.2002. 48 Bennett, E., Jans (IMA-EUROPE) (2002). "Good environmental practice in the European

extractive industry: A reference guide". 49 Iron group, E. (2002). "Contribution iron ore, Swedish mining industry (LKAB)", Euromines. 50 Au group, E. (2002). "Contribution gold, Swedish mining industry (Boliden)", Euromines. 51 Iron group, E. (2002). "LKAB water data", Euromines, personal communication. 52 Wolfram group, E. (2002). "Industry contribution wolfram", Euromines, 2.5.2002. 53 Vick, S. G. (1990). "Planning, design, and analysis of tailings dam", BiTech, 0-921095-12-0. 54 IGME (2002). "Base metals contribution (Asturiana de Zinc)", Instituto Geologico y Minero

de Espana, 10.4.2002. 55 Iron group, E. (2002). "Contribution iron ore, Austrian mining industry (Erzberg)", 3.7.2002. 56 Au group, E. (2002). "Contribution gold, Turkish mining industry (Ovacik)", Euromines,

26.3.2002. 57 IGME (2002). "Contribution gold, Spanish mining industry 1 (Filon Sur)", Instituto Geológico

y Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 58 IGME (2002). "Contribution gold, Spanish mining industry 2 (Rio Narcea)", Instituto

Geológico y Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 59 Himmi, M. (2002). "Contribution gold, Finnish mining industry (Orivesi)", Outokumpu Oy,

11.2.2002. 61 IGME (2002). "Base metals industry contribution (Almagrera)", Instituto Geológico y Minero

de Espana (IGME), 10.2.2002.

References

444 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

62 Himmi, M. (2002). "Base metals industry contribution (Outokumpu, Pyhäsalmi and Hitura site)", Outokumpu Oy, 11.2.2002.

63 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Aitik)", Boliden/Euromines,

17.4.2002. 64 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Garpenberg)",

Boliden/Euromines, Spring 2002. 65 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Boliden)",

Boliden/Euromines, spring 2002. 66 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Zinkgruvan)", Rio

Tinto/Euromines, 10.4.2002. 67 IGME (2002). "Base metals industry contribution (Cobre Las Cruces)", Instituto Geológico y

Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 68 Eriksson, A. (2000). "The tailings pond failure at the Aznalcollar mine, Spain" Sixth

International Symposium in Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production, 30 May – June 2, Calgary, Alberta, Canada.

69 Nguyen, K. H., P. (2002). "JK Frothcam, flotation plant control with JKFrothcam", TK Tech,

pdf file from http://www.jktech.com.au/products/hardware/slideshows/FrothCam.pdf. 70 EAA, E. A. A. (2002). "Annual report 2001", EAA. 71 Himmi, M. O. (2002). "BREF contribution, chrome section", Outokumpu Oy, 11.2.2002. 73 Ivernia West, I. (2002). "Operations, Lisheen", http://www.ivernia.com/operate/lisheen.htm. 74 Outokumpu (2002). "Tara mine", Outokumpu Oy,

http://www.outokumpu.com/mining/wwwmining.nsf/StartFrame?Openform. 75 Minorco Lisheen/Ivernia West, S., Robertson and Kirsten (1995). "Planning study tailings

management facility, technical report", Irish EPA. 76 Irish EPA, L. (2001). "Waste comparison report 2000-2001 and other reports", Irish EPA. 77 Robinsky, E. I. (2000). "Sustainable development in disposal of tailings" Tailings and mine

waste '00, Fort Collins, Colorado. 78 Ron Tenny, E., Inc., and Jack Adams, Applied Biosciences Corp. (2001). “Ferric salts reduce

arsenic in mine effluent by combining chemical and biological treatment", Environmental Science & Engineering, January 2001.

79 DSK (2002). "BREF contribution", DSK, 15.4.2002. 80 DSK, S. (2002). "Flotation tailings from hard coal production", DSK, personal

communication. 81 MSHA (2002). "What is in coal tailings?", MSHA,

http://www.msha.gov/impoundments/chemicals-imp.HTM. 82 Iron group, L. (2002). "LKAB tailings analysis", LKAB/Euromines, personal communication.

References

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 445

83 Kribek, H. (2002). "Czech Republic BREF contribution coal", University Ostrava and Czech Geological survey, 12.4.2002.

84 IGME (2002). "Gestión de residuos de la mineria del carbón", Instituto Geológico y Minero

de Espana (IGME), 18.7.2002. 85 EPA, U. (2002). "Mid-atlantic acidification treatment techniques", US EPA,

http://www.epa.gov/region03/acidification/treatment.htm. 89 Teodosi, A. (2002). "BREF allumina addendum", 05.07.2002. 90 Peppas, G., Christou (2002). "BREF questionnaire reply, bauxite", Euroomines, ? of April

2002. 91 Foldessy (2002). "BREF questionnaire reply, Hungary", University of Miskolc Hungary,

3.5.2002. 92 EBA, E. B. A. (2002). "BREF contribution", Industrial Minerals Association (IMA),

22.4.2002. 93 Atlas Copco, C. a. m. (2002). "Underground mining", Atlas Copco,

http://sg01.atlascopco.com/SGSite/Default.asp?cookie%5Ftest=1. 95 Elander, L., Hakansson (1998). "MiMi - Prevention and control of pollution from mining

waste products", Mistra programme MiMi. 97 Environment Australia, E. (2002). "Best practice principles for minesite water management

plan", EA, http://www.ea.gov.au/industry/sustainable/mining/booklets/water/water4.html. 98 Eriksson, N. (2002). "Cost estimate", Euromines. 99 Devuyst, E. A. (2002). "Cost for INCO process", INCO, personal communication. 100 Eriksson, N. (2002). "Closure of mining waste facilities", Euromines. 101 Tara mines, G. (1999). "TMF reclamation plan, IPC license application", Irish EPA. 102 Diegel, R. (1994). "Untersuchungen über Adsorptionsverhalten und Wirkung von

Flotationshilfsmitteln in der Steinkohlenaufbereitung mit Hilfe der Leitisotopenmethode unter besonderer Berücksichtigung möglicher Auswirkungen auf die Umwelt", Verlag Shaker, 3-8265-0473-9.

104 Young, e. a. (1995). "Cyanide remediation: current and past technologies" 10th annual

conference on hazardous waste research, Kansas State University, Manhattan, Kansas, USA. 105 Wotruba, A. (2002). "Mineral processing unit processes", Institute for Mineral Processing,

9.9.: 1st draft with pictures, 10.10.: final text. 106 Logsdon, H., Mudder (1999). "The management of cyanide in gold extraction", ICME, 1-

895720-27-3. 107 EuLA, E. L. A. (2002). "Fallbeispiel Flandersbach quarry", EuLA, European Lime

Association. 108 EuLA (2002). "Planung, Betrieb und Überwachung eines Absetzbeckens im Kalkwerk

Münchehof der Felswerke, Goslar", EuLA, European Lime Association, 12.09.2002.

References

446 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

109 Devuyst (2002). "CN destruct/recycle 1", INCO, personal communication. 110 IGME (2002). "Gestión de residuos de las explotaciones de minerales no metálicos", Instituto

Geológico y Minero de Espana (IGME), July 2002. 111 DSK (2002). "World hard coal production", based on www.kohlenstatistik.de, personal

communication. 112 Commission, E. (2002). "Report from the Commission to the Council concerning Mercury

from the Chlor-alkali Industry", European Commission, COM(2002)489. 115 Mill, O. (2001). "The society and the roll of the authorities" Safe Tailings dam construction,

Gällivare Sweden. 116 Nilsson, Å. (2001). "Safe dam constructions" Safe tailings dam construction, Gällivare,

Sweden. 117 Forestry, F. M. o. A. a. (1997). "Dam Safety Code of Practice", Finnish Ministry of

Agriculture and Forestry, 951-53-1335-X. 118 Zinkgruvan (2003). "Chapter 4 contribution", Rio Tinto/Euromines, 26.3.2003. 119 Benkert, A. (2003). "Dam safety - Independent Audits", Euromines, 26.3.2003. 120 Sawyer, R. (2002). "Information on mine tailings", KMC, personal communication. 122 Eriksson, N. (2003). "Subaqueous tailings disposal", Euromines. 123 PRB action team, U. (2003). "PRB installation profiles, Nickel Rim Mine Site, Sudbury,

Ontario, Canada", Remediation Technologies Development Forum (RTDF) , PRB action team, http://www.rtdf.org/public/permbarr/prbsumms/profile.cfm?mid=41.

124 US FRTR, U. F. R. T. R. (2003). "Constructed wetlands", Federal Remediation Technology

Roundtable (FRTR), http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4-43.html. 125 Grigg, C. (2003). "Kernick mica dam", IMA, 8.4.2003. 126 Eriksson, N. (2003). "Design of long-term stable tailings dams", Euromines. 127 Benkert, A. (2002). "Tailings dam constructions" Gällivare tailings dam seminar, Gällivare,

Sweden. 129 Finland, F. M. o. A. a. F. (1997). "Dam Safety Code of Practice", Finnish Ministry of

Agriculture and Forestry, 951-53-1335-X. 130 N.C.B., U. N. C. B., Technical Handbook (1970). "Spoil heaps and lagoons", UK National

Coal Board. 131 IMA (2003). "IMA's proposal for chapter 4 (final)", IMA Europe, 26.3.2003. 135 Wettig, J. (2003). "Actions by the European Commission concerning emergency preparedness

in the mining industry" "APELL for Mining" Workshop, Geneva, Switzerland. 136 Carlssons, E. (2002). "Sulphide-rich tailings remediated by soil cover", Luleå Technical

University, diss 2002:44.

References

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 447

137 Lindvall, M., Lindahl, L.-A., Eriksson, N. (1997). "The reclamation project at the Saxberget mine, Sweden", Prepared for The Fourth Intern. Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, B.C., 1997.

138 Verburg, R. B. (2002). “Paste technology for disposal of acid-generating tailings", Mining

Environment, July 2002, pp. 5. 139 Eurostat (2003). “Yearbook 2003". 140 Collin, M. (1987). "Mathematical modelling of water and oxygen transport in layered soil

covers for deposits of pyritic mine tailings", Dept. of Chemical Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm.

141 Panasqueira, M. d. (2003). "Wolfram, Minas de Panasqueira". 142 Borges, A. (2003). "Questionário sobre as MTD para a gestão de estéreis e rejeitados das

actividades mineiras", Ministério do Ambiente e do Ordenamento do Territorio, Instituto dos Resíduos.

143 Siirama, L. (2003). "Siilinjärvi Phosphate Operation".

Glossary

448 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

GLOSSARY 1. GENERAL TERMS, ABBREVIATIONS, ACRONYMS AND SUBSTANCES

ENGLISH TERM MEANING A acid Proton donor. A substance that, more or less readily, gives off

hydrogen ions in a water solution. acid-base accounting (ABA)

Acid-Base accounting (ABA) is a screening procedure whereby the acid-neutralising potential and acid-generating potential of rock samples are determined

acid generation Production of acidity irrespective of its effect on the adjacent pore water or whether the material is net acid producing or neutralising

acid mine drainage (AMD), Acid rock drainage (ARD)

Acidic drainage stemming from open pit, underground mining operations, sedimente miniere or tailings facilities that contains free sulphuric acid and dissolved metals sulphate salts, resulting from the oxidation of contained sulphide minerals or additives to the process. The acid dissolves minerals in the rocks, further changing the quality of the drainage water

acid Potential (AP) Maximum potential acid generation from a sample. The calculation of AP (or MPA) is an integral part of acid/base accounting

acidity Measure of the capacity of a solution to neutralise a strong base acute effect an adverse effect on any living organism in which severe symptoms

develop rapidly and often subside after the exposure stops. acute toxicity adverse effects that result from a single dose or single exposure of a

chemical; any poisonous effect produced within a short period of time, usually less than 96 hours. This term is normally used to describe effects in experimental animals.

aeration the act of mixing a liquid with air (oxygen). aerobic a biological process that occurs in the presence of oxygen air classifier Machine Equipment to separate dust (<0.05 mm)fine particles from the

dry input material (<10 mm) or equipment to remove fine and coarse fractions from an air stream

alkali Proton acceptor. A substance that, more or less readily, takes up hydrogen ions in a water solution.

alkalinity Measure of the capacity of a solution to neutralise a strong acid anaerobic A biological process which occurs in the absence of oxygen angle of repose The maximum slope at which a heap of any loose or fragmented solid

material will stand without sliding or come to rest when poured or dumped in a pile or on a slope

associated structures, appurtenant works, auxiliary works, appurtenances

All structures, components and facilities functionally pertaining to the tailings dam, including, but not limited to, spillways, decant towers and pipelines, reclaim pumps, water conduits, diversion structures, etc.

aquifer A water-bearing layer of rock (including gravel and sand) that will yield water in usable quantity to a well or spring

assimilative capacity The ability of a natural body of water to receive waste waters or toxic materials without harmful effects and without damage to aquatic life.

autogenous grinding The secondary grinding of an ore by tumbling in a revolving cylinder with no balls or bars taking part in the operation.

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 449

ENGLISH TERM MEANING B backfill Reinsertion of materials in extracted part(s) of the orebody. Materials

used for backfilling can be sedimente miniere or tailings from the mineral processing plant. In most cases backfill is used to refill mined-out areas in order to: assure ground stability prevent or reduce underground and surface subsidence provide roof support so that further parts of the orebody can be

extracted and to increase safety provide an alternative to surface disposal improve ventilation

bactericide a pesticide used to control or destroy bacteria BAT best available techniques bio-availability Property of a substance which makes it accessible and potentially able

to affect an organism’s health. Depends on site-specific conditions biochemicals Chemicals that are either naturally occurring or identical to naturally

occurring substances. Examples include hormones, pheromones and enzymes. Biochemicals function as pesticides through non-toxic, non-lethal modes of action, such as disrupting the mating pattern of insects, regulating growth or acting as repellants.

biodegradable that can be broken down physically and/or chemically by microorganisms. For example, many chemicals, food scraps, cotton, wool and paper are biodegradable.

biodiversity the number and variety of different organisms in the ecological complexes in which they naturally occur. Organisms are organized at many levels, ranging from complete ecosystems to the biochemical structures that are the molecular basis of heredity. Thus, the term encompasses different ecosystems, species and genes that must be present for a healthy environment. A large number of species must characterize the food chain, representing multiple predator-prey relationships.

bio-leaching Process in which minerals are dissolved with the aid of bacteria biological pesticides certain microorganisms, including bacteria, fungi, viruses, and

protozoa that are effective in controlling target pests. These agents do not usually have toxic effects on animals or people and do not leave toxic or persistent chemical residues in the environment.

bioremediation the use of living organisms (e.g., bacteria) to clean up oil spills or remove other pollutants from soil, water and waste water.

biota All living organisms in a given area. blending Mixing of the raw material to get input material with a steady quality

for subsequent processes BOD Biochemical oxygen demand: the quantity of dissolved oxygen

required by micro-organisms in order to decompose organic matter. The unit of measurement is mg O2/l. In Europe, BOD is usually measured after 3 (BOD3), 5 (BOD5) or 7 (BOD7) days

BREF BAT reference document C chamber filter press Equipment to dewater the fine particles in a slurry COD Chemical oxygen demand: the amount of potassium dichromate,

expressed as oxygen, required to chemically oxidise at c. 150 ºC substances contained in waste water

Glossary

450 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING comminution Size reduction of an ore by crushing and/or grinding to such a particle

size that the product is a mixture of relatively clean particles of mineral and gangue. In order to produce a relatively pure concentrate, it is necessary to grind the ore fine enough to liberate the desired minerals

compaction Process resulting in a reduction in volume. The change typically results from externally applied loads, creating tighter packing of the solid particles. In fine soils in particular, this requires an egress of pore water. Greater compaction often results in increased consolidation

concentrate Marketable product after separation in a mineral processing plant with increased grade of the valuable mineral

cone crusher A machine for reducing the size of materials by means of a truncated cone revolving on its vertical axis within an outer chamber, the anular space between the outer chamber and cone being tapered

cross-media effects The calculation of the environmental impacts of water/air/soil emissions, energy use, consumption of raw materials, noise and water extraction (i.e. everything required by the IPPC Directive)

crushing Comminution process that reduces the particle size of run-of-mine ore to such a level that grinding can be carried out. This is accomplished by compression of ore against rigid surfaces, or by impact against surfaces in rigidly constrained motion path

cut-off trench An impermeable wall, collar, or other structure placed beneath the base or within the dam to prevent or reduce losses by seepage along a construction interface or through porous or fractured strata. It may be made of concrete, compacted clay, interlocking sheet piling, or grout injected along a line of holes

cyanidation Method of extracting gold or silver from crushed or ground ore by dissolution in a weak solution of typically sodium but also potassium or calcium cyanide. Also known as cyanide leaching. The precious metals are then recovered from the pregnant solution: either by precipitation on zinc dust (Merril-Crowe process), or by adsorption on activated carbon inside a column (carbon in

leach, (CIL)) or within the pulp (carbon in pulp, (CIP)) D d50, d80 A value often used in mineral processing to describe particle size

distribution. It indicates the particle size at which 50 % or 80 % of the sample are smaller than.a given size.

decant lines Pipelines that carry water decanted from the tailings pond through, above or around the tailings dam to a downstream collection point

decant tower Intake structure that is raised as the tailings pond rises. The decant tower skims off the clear water from the surface of the tailings pond and carries it away using decant lines

decommissioning Process by which a mining operation is shut down dewatering Process of removing water from an underground mine or open pit, or

from the surrounding rock or non-lithified area. The term is also commonly used for the reduction of water content in concentrates, tailings and treatment sludges

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 451

ENGLISH TERM MEANING diffuse emission Emissions arising from direct contact of volatile or light dusty

substances with the environment (atmosphere, under normal operating circumstances). These can result from: inherent design of the equipment (e.g. filters, dyers…) operating conditions (e.g. during transfer of material between

containers) type of operation (e.g. maintenance activities) or from a gradual release to other media (e.g. to cooling water or

waste water). Fugitive emissions are a subset of diffuse emissions

diffuse sources Sources of similar diffuse or direct emissions which are multiple and distributed inside a defined area

diversions For tailings ponds, diversions are usually relatively small interceptor ditches that collect run-off from the contributing watershed and divert it downstream beyond the tailings pond and dam

drainage Manner in which the waters of an area exist and move, including surface streams and groundwater pathways. A collective term for all concentrated and diffuse water flow

drainage chemistry Concentrations of dissolved components in drainage, including element concentrations, chemical species and other aqueous chemical parameters.

drowning the beach Rapid rising of the free water in the tailings pond which covers or floods the semi-pervious upstream beach of the tailings dam and results in a free water surface against the tailings dam

E ecosystem Community of organisms and their immediate physical, chemical and

biological environment effective neutralisation potential (ENP)

The fraction of the NP, which will neutralise acid generation and acidity inputs maintaining a drainage pH of 6.0 or above

effluent Physical fluid (air or water together with contaminants) forming an emission

EIPPCB European IPPC Bureau emerging techniques Techniques with potential for environmental performance

improvement but that have not yet been commercially applied or which are still in the research and development phase

emission The direct or indirect release of substances, vibrations, heat or noise from individual or diffuse sources in the installation into the air, water or land

emission limit values The mass, expressed in terms of certain specific parameters, concentration and/or level of an emission, which may not be exceeded during one or more periods of time

“end-of-pipe” technique

A technique that reduces final emissions or consumptions by some additional process but does not change the fundamental operation of the core process. Synonyms: "secondary technique", "abatement technique". Antonyms: "process-integrated technique", "primary technique" (a technique that in some way changes the way in which the core process operates thereby reducing raw emissions or consumptions)

environment Interrelated physical, chemical, biological, social, spiritual and cultural components that affect the growth and development of living organisms

EOP End-of-pipe erosion Detachment and subsequent removal of either rock or surface material

by wind, rain, wave action, freezing, thawing and other processes.

Glossary

452 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING europe Current EU Member States (EU-15) and EU Enlargement candidate

countries (see Section 2 of this glossary) eutrophication The pollution of a body of water by sewage, fertilisers washed from

the land, and industrial wastes (inorganic nitrates and phosphates). These compounds stimulate the growth of algae, reducing the oxygen content in the water, and so killing animals with a high oxygen requirement.

evaporation Physical process by which a liquid is changed into a gas. existing operation An installation in operation or, in accordance with legislation existing

before the date on which this Directive is brought into effect, an installation authorised or in the view of the competent authority the subject of a full request for authorisation, provided that that installation is put into operation no later than one year after the date on which this Directive is brought into effect

extraction methods There are basically four methods of extracting ore: open pit (open cast) mining underground mining solution mining quarrying

F facility Stationary technical unit involving tailings and/or wast rock

management, and any other directly associated activities which have a technical connection with the activities carried out on that site and which could have an effect on emissions and pollution

financial guarantee Funds provided through various financial instruments, which may be used by a regulatory authority to offset closure costs

flocculant Substance that causes suspended particles to aggregate or clump. The larger apparent particle size causes the aggregated clumps to settle. Flocculants are used to aggregate small particles whose slow settling rate makes them otherwise very difficult to remove

flotation A form of separation of minerals from gangue based on their different surface reaction to certain reagents (or alternatively based on the interfacial chemistry of mineral particles in solution). Reagents are used to adhere to the target mineral, and render its surface hydrophobic. The target mineral which then rises to the top of the flotation cell with the injected air, where it can be collected as a froth. When the aim is to float the gangue this process is called reverse flotation

free CN The cyanide not combined in complex ions, both the molecular HCN and the cyanide ion [24, British Columbia CN guide, 1992]

free water The area of water held on a tailings pond above the settled tailings, normally removed by pumping or decanting

freeboard Vertical distance (height) between the normal maximum operating level of a pond and the crest of the dam, the purpose of which is to provide attenuation capacity in times of flood or, a sudden ingress of water

free on board (f.o.b.) Price of consignment to a customer when delivered, with all prior charges paid, onto a ship or truck

friction angle, angle of friction

The angle between the perpendicular to a surface and the resultant force acting on a body resting on the surface, at which the body begins to slide

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 453

ENGLISH TERM MEANING fugitive emission emission caused by non-tight equipment/leak: emission into the

environment resulting from a gradual loss of tightness from a piece of equipment designed to contain an enclosed fluid (gaseous or liquid), basically caused by a difference of pressure and a resulting leak. Examples of fugitive emissions: leak from a flange, a pump, a sealed or tightened equipment…

G gangue That part of an ore that is not economically desirable but cannot be

avoided in mining (see Figure G1). geochemistry Science of the chemistry of geological materials and the interaction

between geological materials with the environment geology Study of the earth, its history and the changes that have occurred or are

occurring, and the rocks and non-lithified materials of which it is composed and their mode of formation and transformation

gossan Ore within the upper part of a sulphidic orebody that has been weathered to an oxide ore

grade Dimensionless proportion of any constituent in an ore, expressed often as a percentage, grams per tonne (g/t) or parts per million (ppm)

grinding Comminution process yielding a fine product (<1 mm), where size reduction is accomplished by abrasion and impact and sometimes supported by the free motion of unconnected media such as rods, balls and pebbles

groundwater Part of subsurface water in the zone of saturation. Distinct from surface water

grout curtain An area into which grout (a pumpable cement slurry) has been injected to form a barrier around an excavation or under a dam through which groundwater cannot seep or flow

gyratory crusher A primary crusher consisting of a vertical spindle, the foot of which is mounted in an eccentric bearing within a conical shell. The top carries a conical crushing head revolving eccentrically in a conical maw

H humidity cell test Kinetic test procedure used primarily to measure rates of acid

generation and neutralisation in sulphide-bearing rock. hydraulic gradient Difference in hydraulic head between two points divided by the travel

distance between the points hydrogeology Science of the groundwater circuit (interrelationship of geologic

materials and processes with water) hydrology Science of the occurrence, circulation, distribution, movement,

chemical and physical properties and reaction with the environment of all water

I IEF Information Exchange Forum (informal consultation body in the

framework of the IPPC Directive) immission Occurrence and level of polluting substance, odour or noise in the

environment impact crusher In impact crushers, material comminution is accomplished primarily

through the impact action of beaters, which hit the pieces of rock free-falling through the crusher chamber and throw them against stationary surfaces at high speed

Glossary

454 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING industrial minerals Non-metallic ore, non-fuel or non-gemstone rock, mineral or non-

lithified material of economic value. Industrial minerals are primarily used for construction or in chemical and manufacturing industries. Examples include barytes, borate, feldspar, fluorspar, kaolin, limestone, phosphate, potash, strontium, and talc

infiltration Entry of water into a porous substance IPPC Integrated pollution prevention and control J jaw crusher A machine for reducing the size of materials by impact or crushing

between a fixed plate and an oscillating plate jig Equipment in which materials are separated in a continuous flow

according to their different densities. K L leachate Solution obtained by leaching; e.g. water that has percolated through

soil containing soluble substances and that contains certain amounts of these substances in solution.

leaching Passage of a solvent through porous or crushed material in order to extract components from the liquid phase. For example, gold can be extracted by heap leaching of a porous ore, or pulverised tailings. Other methods are tank leaching of ore, concentrates or tailings and in-situ leaching.

liberation Release of the valuable mineral(s) from the gangue. life-cycle Design, construction, operation, monitoring, closure, restoration, after-

care of a facility liquefaction Phenomenon that occurs in loose saturated soils usually when the

excess pore water pressure (e.g. caused by an earthquake) becomes equal to the original confining pressure, and the soil behaves like a dense fluid, unable to resist significant shear stresses.

lithology Composition of rocks, including physical and chemical characteristics such as colour, mineralogical composition, hardness and grain size.

LOI, Loss on ignition As applied to chemical analyses, the loss in weight that results from heating a sample of material to a high temperature, after preliminary drying at a temperature just above the boiling point of water. The loss in weight upon drying is called free moisture; that which occurs above the boiling point of water, is called loss on ignition.

long-term phase Period of time required, after the end of the rehabilitation phase, for the tailings to become sufficiently inert that they no longer pose any problems to the environment

lysimeter Device for collecting water from the pore spaces of soils and for determining the soluble constituents removed in the drainage

M maximum credible earthquake (MCE)

Hypothetical earthquake that could be expected from the regional and local potential sources for seismic events and that would produce the severest vibratory ground motion at the site

mine production For metals, the amount of metal in the concentrate after production, in all other cases, unless stated otherwise, the amount of concentrate by weight after mineral processing

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 455

ENGLISH TERM MEANING mineral processing (benefication, ore dressing, mineral dressing, milling)

Processes to produce marketable mineral products (concentrates) from ore. This is usually carried out on the mine site, the plant being referred to as mineral processing plant (mill or concentrator). The essential purpose is to reduce the bulk of the ore, which must be transported to and processed by subsequent processes (e.g. smelting), by using methods to separate the valuable (desired) mineral(s) from the gangue. The marketable product of this is called concentrate, the remaining material is called tailings. Mineral processing includes various procedures that rely on the mineral's physical characteristics (i.e. particle size, density, magnetic properties, colour) or physicochemical properties (surface tension, hydrophobicity, wetability).

mineral processing plant (mill, concentrator)

Facility, where mineral processing is carried out

mineral resource Concentration or occurrence of natural, solid, inorganic or fossilised organic material in or on the Earth’s crust in such form and quantity and of such a grade or quality that it has reasonable prospects for economic extraction. The location, quantity, grade, geological characteristics and continuity of a Mineral Resource are known, estimated or interpreted from specific geological evidence and knowledge

mining Methods and techniques to extract ore from the ground, including support facilities (e.g. stockpiles, workshops, transport, ventilation) and supporting activities in the mine itself or in the vicinity

mining operation Any extraction of ore from which mineral substances are taken, where the corporate intent is to make an operating profit or build continuously toward a profitable enterprise

mitigation Activity aimed at avoiding, controlling or reducing the severity of adverse physical, chemical, biological and/or socio-economic impacts of an activity

monitoring Process intended to assess or to determine the actual value and the variations of an emission or another parameter, based on procedures of systematic, periodic or spot surveillance, inspection, sampling and measurement or another assessment methods intended to provide information about emitted quantities and/or trends for emitted pollutants

multi-media effects See cross-media effects N n/a not applicable OR not available (depending on the context) n/d no data neutralisation Raising the pH of acidic solutions or lowering the pH of alkaline

solutions to near-neutral pH (about pH 7) values through a reaction in which the hydrogen ion of an acid and the hydroxyl ion of a base combine to form water.

neutralisation potential (NP)

General term for a sample’s or a material’s capacity to neutralise acidity

O open pit (open cast) mining

Mining operation takes place on the surface. Mining operation and environment are in contact over an extended area

Glossary

456 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING operator Any natural or legal person to whom responsibility has been delegated

for the control, operation and maintenance of a mine, mineral processing plant, tailings dam and/or related facilities including the after-closure phase. Where this has been provided for in national legislation, a person to whom decisive economic power over the technical functioning of a mine, mineral processing plant, tailings dam and/or related facilities including the after-closure phase has been delegated.

ore Mineral or variety of accumulated minerals (including coal) of sufficient value as to quality and quantity that it/they may be mined at a profit. Most ores are mixtures of extractable minerals and extraneous rocky material described as gangue (see Figure G1).

orebody (mineral deposit)

Naturally occurring geological structure consisting of an accumulation of a desired mineral and sedimente miniere, from which the mineral can be extracted, at a profit, or with a reasonable expectation thereof (see Figure G1)

overburden Layer of natural grown soil or massive rock on top of an orebody. In case of open pit mining operations it has to be removed prior to extraction of the ore (see Figure G1)

P percentage extraction Proportion of ore mined from the orebody expressed as a percentage of

the original in-situ amount of ore permeable reactive barrier

A permeable zone containing or creating a reactive treatment area oriented to intercept and remediate a contaminant plume. It removes contaminants from the groundwater flow system in a passive manner by physical, chemical or biological processes [123, PRB action team, 2003]

permeability Capacity of a rock or non-lithified material to transmit fluid phreatic Pertaining to ground water phreatic surface The surface between the zone of saturation and the zone of aeration;

that surface of a body of unconfined ground water at which the pressure is equal to that of the atmosphere

PI process-integrated piping Mostly subterranean erosion of non-lithified materials caused by

flowing water. Results in the formation of conduits due to the removal of particles

pollutant Individual substance or group of substances which can harm or affect the environment

primary crushing Process of reducing ore into smaller fragments to prepare it for further processing and/or so that it can be transported to the processing plant. In underground mines, the primary crusher is often located underground, or at the entrance to the processing plant

primary measure/ technique

Technique that in some way changes the way in which the core process operates thereby reducing raw emissions or consumptions (see end-of-pipe technique)

probable maximum earthquake (PME)

A geotechnical engineering parameter determined by the maximum recorded earthquake at the site, the maximum recorded earthquake for a site in a similar location for which historic data is available or the one-in-10000-year earthquake predicted statistically from previous earthquakes in the region

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 457

ENGLISH TERM MEANING probable maximum flood (PMF)

The most severe precipitation and/or snowmelt event considered reasonably possible at a particular geographic location. A site-specific determination based on the possible range in meteorological and hydrological events and conditions. Variables include the duration, the area and the time of year. Usually defined as the 1:10000 year flood or two or three times the 1:200 year flood

pump barge Barge that floats in the tailings pond and supports the pumps that are used to reclaim the fee water in the pond for re-use in the mineral processing plant

Q quarry Whole area under the control of an operator carrying out any activity

involved in the prospecting, extraction, treatment and storage of minerals, including common related infrastructures and waste management activities, being not a mine. It is distinguished from a mine because it is usually open at the top and front, and used for the extraction of building stone, such as slate, limestone, gravel and sand

quebracho Aqueous extract of the bark of the quebracho tree; contains up to 65 % tannin. Used in froth-flotation as depressant for oxidized minerals.

R reclaim lines Pipelines that are used to convey the reclaimed water from the tailings

pond to the mineral processing plant reclaim system Several components comprising the system constructed to reclaim

water from the tailings pond and deliver it to the mineral processing plant. May include such items as: pump barges, reclaim lines, decant towers, and decant lines

reclaim water Water recovered from the TMF, water treatment plant or mineral processing plant for re-use in the mineral processing plant

reclamation (rehabilitation, recultivation)

Restoration of land and environmental values of a mine site after the ore is extracted. Reclamation operations are usually underway as soon as the ore has been removed from a mine site. The process includes restoring the land to its approximate original appearance by restoring topsoil and planting native grasses and ground covers

recovery Proportion, expressed as a percentage, of a constituent pertaining to the concentrate (or for coal final tonnage) as compared to the total amount of that mineral initially present in the feed prior to mineral processing. A measure of mining, extraction and processing efficiency

refractory gold The contained gold is sub-microscopic (<1 µm) and finely disseminated in the sulphide mineral lattices

roll crusher A type of secondary crusher consisting of a heavy frame on which two rolls are mounted. These are driven so that they rotate toward one another. Rock fed in from above is nipped between the moving rolls, crushed, and discharged at the bottom

ROM Run of mine. Unprocessed conveyed material (ore) from the mining operation.

run-off Part of precipitation and snowmelt that does not infiltrate but moves as overland flow.

S sample Representative amount of solids, which are drawn from orebodies or

processes to perform analytical testwork. The amount of solids and the number of samples drawn from the orebody or the process stream has to be statistically accurate.

screening Separating material into size fractions

Glossary

458 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING seam Stratiform mineralization (typical for coal and some types of salt

deposits). Due to tectonic overprint, seams may also be folded or steep lying

secondary measure/ technique

See end-of-pipe technique

seepage recovery dam Small, water retention dam located downstream of the tailings dam, whose purpose is to intercept, collect, and return to the tailings pond all surface and subsurface seepage flows that by-pass the main tailings dam

semi-autogenous grinding

The secondary grinding of an ore by tumbling in a revolving cylinder with only a small amount of balls or bars taking part in the operation.

separation Processing methods to separate ore into concentrate and tailings. shaft Primary vertical or inclined opening through mine strata used for

ventilation or drainage and/or for hoisting of personnel or materials (e.g. ore, sedimente miniere); connects the surface with underground workings

shear strength The internal resistance of a body to shear stress, typically including a frictional part and a part independent of friction called cohesion

slurry A suspension of liquids and solids SME Small and medium enterprise(s) solubility Quantity of solute that dissolves in a given volume and type of solvent,

at given temperature and pressure, to form a saturated solution. The degree to which compounds are soluble depends on their ability, and that of the other dissolved species, to form ions and aqueous complexes in a particular drainage chemistry

specific emission emission related to a reference basis, such as production capacity, or actual production (e.g. mass per tonne or per unit produced)

spigotting Procedure whereby the tailings are discharged into the tailings pond through a large number of small outlets or spigots. Spigotting produces a fairly even distribution of tailings over the tailings beach that forms the upstream semi-impervious zone of the tailings dam

starter dam Initial tailings dam, which is constructed before the mining operation starts and provides the starting point for construction of the ultimate tailings dam

stripping ratio The unit amount of sedimente miniere or overburden that must be removed to gain access to a unit amount of ore, generally expressed in cubic metres of sedimente miniere/overburden to raw tonnes of ore

sub-aerial method of deposition

Name commonly used in North America for a method of spigotting which uses spray bars to place thin layers of tailings on a previously deposited beach

T tailings, coarse/fine discard

Ore from which as much as feasible of the desired minerals have been removed. Tailings consist mainly of gangue and may include process water, process chemicals and portions of the unrecovered minerals. Note: The UK coal mining industry uses the terms as follows: coarse discard: the coarser (and dryer) fraction of the discard, remaining after processing the mass of extracted material to separate the desired product by wet or dry methods. fine discard: the finer (and wetter) fraction of the discard, produced from the thickened or flocculated suspended solids in the wash water used to process and separate the desired product from the coarse discard by washing or floatation of the extracted material.

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 459

ENGLISH TERM MEANING tailings beach Area of tailings resulting from the settled solid fraction of a tailings

slurry in a pond not covered by free water between the edge of free water and the crest of the dam

tailings dam, lagoon bank

Structure designed to settle and keep tailings and process water. Solids settle in the pond. The process water is usually recycled

tailings heap, spoil heap

Engineered facility for the storage of tailings on the surface Dry disposal of tailings on the surface

tailings line Pipeline used to carry the tailings from the mineral processing plant to the tailings pond

tailings management facilities (TMF)

Refers to the fact that tailings from mineral processing steps have to be discarded/stored or recovered. The chosen method depends amongst many other factors on the physical characteristics (coarse or fine) and on the treatment of the ore (dry or wet). Typical tailings management facilities or methods are: tailings dam/pond tailings heap backfill recycling (construction material) reprocessing (extract content of ore by new better processing

methods). tailings pond, lagoon Engineered facility for managing tailings resulting from ore processing

and for clearing and recycling of process water, most of the times formed by a dam construction. Mainly contains tailings along with varying amounts of free water

tailings sand Sand obtained from the total tailings for use in construction of the tailings dam. Often produced by cycloning the total tailings

thickening Liquid-solid separation process to increase the concentration of a suspension by sedimentation, accompanied by the formation of a clear solid

tip Expression used in the UK mining industry for a spoil heap or lagoon composed of refuse (tailings) from a mine or quarry

top soil Natural huminous layer on top of the orebody, which has to be stripped prior to start-up of extraction (see Figure G1)

total CN The total of all cyanide existing in the various compounds in aqueous solution [24, British Columbia CN guide, 1992]

TWG Technical working group U ultramafic Igneous rock composed chiefly of mafic minerals, e.g. monomineralic

rocks composed of hypersthene, augite, or olivine underground mining Extraction of the ore takes place under the surface. The orebody is

accessed by shafts, ramps and galleries V vein Thin complex structure of ore accumulations surrounded by gangue W WAD CN Weak acid dissociable cyanide represents cyanides that are dissociated

under reflux with a weak acid, usually at pH 4.5 [24, British Columbia CN guide, 1992]

sedimente miniere, discard, dirt, spoil

Part of the orebody, without or with low grades of ore, which cannot be mined and processed profitably (see Figure G1)

sedimente miniere management facility (WRMF)

Facility where sedimente miniere is discarded, stored and in some cases treated, including sedimente miniere heap leaches

Glossary

460 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ENGLISH TERM MEANING water balance Process whereby all water entering the pond, all water leaving the

pond and all water losses, are defined and described such that the net gain or loss of water into the tailings pond can be determined

water table Elevation at which the fluid pressure is equal to atmospheric pressure. The surface separating the vadose zone (where water is held under tension) from the saturated zone (where fluid pressures are greater than zero)

weathering Processes by which particles, rocks and minerals are altered on exposure to surface temperature and pressure, and atmospheric agents such as air, water and biological activity

X Y yield Mass ratio of concentrate to feed, calculated on dry basis and

expressed as a percentage Z Reagents:

Short form Full name Collectors:

SIBX Sodium isobutyl xanthate SIPX Sodium isopropyl xanthate SEX Sodium ethyl xanthate PAX Potassium amyl xanthate DTP Dithiophosphate

Frothers: MIBC Methylisobutylcarbinol

Depressants: CMC Carboxymethylcellulose

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 461

Drift

Surface

Ore

body

Overburden

Ore

Waste rock

Gangue

Mineral

Topsoil

shaft

Figure G1: Schematic drawing of an orebody Sources for glossary: • “MANAGEMENT OF MINING, QUARRYINGAND ORE-PROCESSING WASTE IN THE

EUROPEAN UNION”, Study made for DG Environment of the European Commission TENDER DG XI E3/ETU/980116, June 2001, BRGM/RP-50319-FR

• “Mineral Processing Technology”, 5th edition, B.A. Wills • Austrian comment on scope discussion paper • http://imcg.wr.usgs.gov/dmmrt/ • http://www.dep.state.pa.us/dep/deputate/minres/dms/website/training/glossary.html • http://www.nrcan.gc.ca/mms/school/glossary.htm#r4 • http://www.yesresources.com/Business_Tools/glossary.html • http://www.inap.com.au/inap/homepage.nsf • “Tailings Dam Safety. Guidelines”. ICOLD Bulletin 74, 1989.

Glossary

462 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2. EU MEMBER STATES LIST (EU-15)

Short Name Full Name Abbreviation Currency2 Currency ISO Code3

Austria Republic of Austria A Euro EUR Belgium Kingdom of Belgium B Euro EUR

Germany Federal Republic of Germany

D Euro EUR

Denmark Kingdom of Denmark DK Danish krone (pl. kroner) DKK

Spain Kingdom of Spain E Euro EUR Greece Hellenic Republic EL Euro EUR France French Republic F Euro EUR Finland Republic of Finland FIN Euro EUR Italy Italian Republic I Euro EUR Ireland Ireland IRL Euro EUR

Luxembourg Grand Duchy of Luxembourg

L Euro EUR

Netherlands Kingdom of the Netherlands

NL Euro EUR

Portugal Portuguese Republic P Euro EUR

Sweden Kingdom of Sweden S Swedish krona (pl. kronor) SEK

United Kingdom United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

UK pounds sterling GBP

1. Former Currencies (pre-euro) Austria - Austrian schilling (ATS) Belgium - Belgian franc (BEF) Germany - German mark (DEM) Spain - Spanish peseta (ESP) Greece - Greek drachma, pl drachmae (GRD) France - French franc (FRF) Finland - Finnish markka, pl. markkaa (FIM) Italy - Italian lira, pl. lire (ITL) Ireland - Irish pound (punt) (IEP) Luxembourg - Luxembourg franc (LUF) Netherlands - Dutch Guilder (NLG) Portugal - Portuguese escudo (PTE)

2. ISO 4217, as recommended by Secretariat-General (SEC(96) 1820). 3. List of countries (Situation at 26.6.2002)

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 463

3. NEW MEMBER STATES (2004)

Short Name Full Name Country ISO Code1 Currency Currency

ISO Code2

Cyprus Republic of Cyprus CY Cyprus pound CYP

Czech Republic Czech Republic CZ Czech koruna (pl. koruny)

CZK

Estonia Republic of Estonia EE Estonian kroon (pl. krooni)

EEK

Hungary Republic of Hungary HU forint (inv.) HUF Latvia Republic of Latvia LV lats (pl. lati) LVL Lithuania Republic of Lithuania LT litas (pl. litai) LTL Malta Republic of Malta MT Maltese lira MTL Poland Republic of Poland PL Zloty PLN

Slovakia Slovak Republic SK Slovak koruna (pl. koruny)

SKK

Slovenia Republic of Slovenia SI Tolar SIT 4. SOME OTHER COUNTRIES

Short Name Full Name Country ISO Code1 Currency Currency

ISO Code2

Australia Commonwealth of Australia

AU Australian dollar AUD

Bulgaria Republic of Bulgaria BG lev (pl. leva)

BGN

Canada Canada CA Canadian dollar CAD

Iceland Republic of Iceland IS Icelandic krona (pl. kronur)

ISK

Japan Japan JP yen (inv.) JPY

New Zealand New Zealand NZ New Zealand dollar

NZD

Norway Kingdom of Norway NO Norwegian krone (pl. kroner)

NOK

Romania Romania RO Romanian leu (pl. lei)

ROL

Russia Russian Federation RU new rouble; Russian rouble

RUB; RUR

Switzerland Swiss Confederation CH Swiss franc CHF Turkey Republic of Turkey TR Turkish lira TRL

United States United States of America

US US dollar USD

1. ISO 3166 2. ISO 4217

Glossary

464 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

5. LIST OF CHEMICAL ELEMENTS

NAME SYMBOL NAME SYMBOL Actinium Ac Mercury Hg Aluminum Al Molybdenum Mo Americium Am Neodymium Nd Antimony Sb Neon Ne Argon Ar Neptunium Np Arsenic As Nickel Ni Astatine At Niobium Nb Barium Ba Nitrogen N Berkelium Bk Nobelium No Beryllium Be Osmium Os Bismuth Bi Oxygen O Boron B Palladium Pd Bromine Br Phosphorus P Cadmium Cd Platinum Pt Calcium Ca Plutonium Pu Californium Cf Polonium Po Carbon C Potassium K Cerium Ce Praseodymium Pr Cesium Cs Promethium Pm Chlorine Cl Protactinium Pa Chromium Cr Radium Ra Cobalt Co Radon Rn Copper Cu Rhenium Re Curium Cm Rhodium Rh Dysprosium Dy Rubidium Rb Einsteinium Es Ruthenium Ru Erbium Er Rutherfordium Rf Europium Eu Samarium Sm Fermium Fm Scandium Sc Fluorine F Selenium Se Francium Fr Silicon Si Gadolinium Gd Silver Ag Gallium Ga Sodium Na Germanium Ge Strontium Sr Gold Au Sulphur S Hafnium Hf Tantalum Ta Helium He Technetium Tc Holmium Ho Tellurium Te Hydrogen H Terbium Tb Indium In Thallium Tl Iodine I Thorium Th Iridium Ir Thulium Tm Iron Fe Tin Sn Krypton Kr Titanium Ti Lanthanum La Wolfram W Lawrencium Lr Uranium U Lead Pb Vanadium V Lithium Li Xenon Xe Lutetium Lu Ytterbium Yb Magnesium Mg Yttrium Y Manganese Mn Zinc Zn Mendlevium Md Zirconium Zr

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 465

6. SI UNIT PREFIXES

Symbol Prefix Term Number Y yotta 1024 1 000 000 000 000 000 000 000 000 Z zeta 1021 1 000 000 000 000 000 000 000 E exa 1018 1 000 000 000 000 000 000 P peta 1015 1 000 000 000 000 000 T tera 1012 1 000 000 000 000 G giga 109 1 000 000 000 M mega 106 1 000 000 k kilo 103 1000 h hecto 102 100 da deca 101 10 ----- ----- 1 unit 1 d deci 10−1 0.1 c centi 10−2 0.01 m milli 10−3 0. 001 µ micro 10−6 0.000 001 n nano 10−9 0.000 000 001 p pico 10−12 0.000 000 000 001 f femto 10−15 0.000 000 000 000 001 a atto 10−18 0.000 000 000 000 000 001 z zepto 10−21 0.000 000 000 000 000 000 001 y yocto 10−24 0.000 000 000 000 000 000 000 001

Glossary

466 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ANEXE ANEXA 1 Chimia cianurii Aceasta sectiune furnizeaza o scurta vedere generala a chimiei cianurii. Chimia chianurii este complexa, si acele multe cautari ale informatiei detaliate ar trebui sa consulte lista materieelor de referinta gasite pe www.cyanideode.org. Specii de cianuri Termenul cianura se refera la o singura inacarcare cu ion negativ consistand in un atom de carbon si un atom de azot unite cu o legatura tripla, CN. Cea mai toxica forma a cianurii este cianura degajata, care include chiar ionul negativ de cianura si cianurii hidrogenata, HCN, fie in faza gazoasa sai apoasa. La un pH de 9.3 – 9.5, CN si HCN sunt in echilibru, cu cantitati egale al fiecareia. La un pH de 11, peste 99% din cianura ramane in solutie ca CN, in timp ce la pH 7, peste 99% din cianura va exista ca HCN. Desi HCN este usor solubila in apa., solubilitatea ii scade odata cu cresterea temperaturii si in conditii de sare ridicate. Ambele HCN gazos si lichid sunt incolore si au mirosul de migdale amare, desi nu toti indivizii pot detecta mirosul. Cianura este foarte reactiva, formand saruri simple cu alcaline canionice si complexe ionice de intensitati variabile cu numeroase metale. Stabilitatea acestor saruri depinde de cation si de pH. Sarurile de sodiu, potasiu si calciu sunt foarte solubile in apa, si dupa cum se dizolva rapid formand cianura degajata, sunt insusi destul de toxice. Procesele primesc in mod obisnuit cianura ca solid sau dizolvat NaCN sau Ca(CN)2. Compusi usor sau moderat solizi cum ar fi acelea de calciu, cupru si zinc sunt clasificati ca acizi usor disociabili (WAD), cu concentratii egale al compusului si al componentei metalului si existenta ionului de cianura la un pH de aproximativ 4.0. desi compusi de cianura-metal insusi sunt mai putin toxici decat cianura degajata, disocierea lor degaja cianura. Chiar si in categoria de pH neutru al majoritatii suprafetei apei, compusi de cianura metal WAD sunt suficient de solubile incat sa fie semnificant pentru mediu. Rezistentele diferite ale variatelor saruri de cianura si compusi in variante conditii ale ph rezulta in diferite potetiale impacturi asupra mediului si interactii cu privire la efectele acute sau groaznice, atenuare si re-eliberare. Cianura formeaza compusi ci aur, mercur, cobalt si fier care sunt foarte rezistente in conditii intr-o oarecare masura acide. Totusi, ambele ferocianurile si fericianurile degaja cianura atunci cand sunt expuse direct la lumina ultravioleta in prezenta apei. Speciile de cianura –metal formeaza de asemenea compusi cu cationi alcalini sau metaliferi, cum ar fi fericianuara de potasiu (K3Fe(CN)6) sau fericianura de cupru Cu3(Fe(CN)6)2. Solubilitatea acestor compusi variaza cu cianura de metal si cationu. Aproximativ toate sarurile de alcali de cianate de fier sunt foarte solubile, si daca una din aceste saruri duble se separa cationului si compusului de cianura-metal, insusi compusul se poate apoi disocia pentru a produce cianura degajata. Sarurile metalelor grele de cianuri de fier formeaza precipitati insolubili. Ionul de cianura se combina de asemenea cu sulful pentru a forma tiocianat, SNC. Tiocianatul se separa in cnditii acide slabe, dar in mod tipic nu este considerat a fi o specie WAD deoarece are proprietati complexare similare ca si cianura. Tiocianatul este oxidat chimic si biologic cu carbonul, sulfatul si hidratul de amoniu. Oxidarea cianurii, fie prin procese naturale sau de la tratarea efluentilor care contin cianuri, poate produce cianatul, OCN. Cianatul este mai putin toxic decat HCN, si hidrolizeaza rapid cu hidratul de amoniu si dioxidul de carbon. Cianurarea Procesul de extragere a aurului din minereu cu cianura se numeste cianurare. Reactia, cunoscuta ca ecuatia lui Elsner, este:

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 467

4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O ⇔ 4 NaAu(CN)2- + 4 NaOH

Desi afinitatea cianurii pentru aur este in asa fel incat este extras preferential, cianura va forma de asemenea compusi cu alte metaledin minereu, inclusiv cupru, fier si zinc. Formarea legaturilor puternice in compusi cum ar fi acelea cu fier si cupru vor lega cianura care altfel va fi utila sa dizolve aurul. Cianurile de cupru sunt destul de rezistente, si formarea lor poate fi o cauza pentru ambele preocupari de mediu si operationale.concentratiile ridicate de cupru din minereu cresc cheltuielile si scad eficientele de recuperare prin necesitatea ridicata a ratelor de aplicare a cianurii pentru compensare, pentru reactivul care se combina mai degraba cu cuprul decat cu aurul. Aceasta apa de proces sau steriluri de la astfel de proces poate avea concentratii semnificativ ridicate decat ar fi altfel prezent in absenta cuprului. Cianurarae este de asemenea afectata nefavorabil de prezenta sulfului liber sau minereurilor de sulfura in minereu. Cianura de preferabil va filtra minereurile de sulfura, si va reactiona cu sulful pentru a produce tiocianat. Aceste reactii vor intensifica de asemenea oxidarea speciilor reduse de sulf, scazand solutia de pH si volatizandHCN. Metode de selectie si analitice de la codul CN Acest text furnizeaza informatii generale de mediu aupra selectia si analiza a variatelor forme a cianurii in mostre apoase la operatii de minerit a aurului. Nu se intentioneaza a fi o referinta exclusiva pentru selectarea sau analiza cianurii. Informatii generale Acest text plaseaza forta asupra metodelor dovedite si de incredere folosite pe plan mondial pentru monitorizarea solutiilor de proces si conformitatea mediului la operatiile de minerit al aurului. Alte proceduri analitice estista pentru masurarea cianurii care sunt capabile de generarea de rezultate acceptabile; aceste proceduri alternative pot fi inlocuite pentru metodele traditionale incluse in acest document. Industria de minerit, moderatori si majoritatea laboratoarelor de exploatare folosesc in general urmatoarele linii de ghidare pentru specii de cianura. Cianura Degajata (CNF) Numai acidul cianihidrul si ionul de cianura in solutie poate fi clasat ca cianura „degajata”. Dimensiunile de HCN si CN-in solutie sunt determinate conform ecuatiei de echilibru; acest lucru este influentat de solutia de pH. Metodele de folosire pentru analiza cianurii degajate: • nu trebuie sa modifice stabilitatea compusilor slabi de cianura, dupa cum pot altfel inclusi

in rezultatul cianurii degajate • ar trebui sa fie fara interfernta datorita prezentei concentratiilor ridicate ale compusilor de

cianura mai rezistenti sau late forme ale cianurii. Daca nu, interferenta trebuie sa fie determinata sub raport cantitativ si sa tina seama in rezultat.

Cianuri disociabile cu acizi slabi (WAD - CN) Spre deosebire de definitia „cianurii degajate” care identifica speciile specifice de cianura care sunt masurate, cianura WAD se refera la acele specii specii de cianura masurate prin tehnicile analitice specifice. Cianura WAd include acele specii de cianura degajate la ph moderat de 4.5, cum ar fi HCN(aq) si CN-, majoritatea compusi de Cu, Ni, Zn, Agsi altii cu coeficient similar de disociere scazut. Metodele folosite, pentru analiza cianurii WAD: • ar trebuie sa fie fara interferente datorita prezentei concentratiilor ridicate al compusilor de

cianura mult mai rezistenti sau alte forme ale cianurii. Daca nu, interferenta trebuie sa fie cuantificata si avuta in vedere in rezultat.

Cianura Totala (CNT)

Glossary

468 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Aceasta masurare a cianurii include toate cianurile degajate, toti compusi disociabili de cianura si toate cianurile de metale dure incluzand forocianuri Fe(CN)6

-4 , fericiaunuri Fe(CN)6

-3, si fragmente de cobaltat hexacian Co(CN)6-3, ca si acelea de aur si platina. Numai

compusi de cianura relatati sau derivati (CNO-) si tiocianutu (SCN-) sunt exclusi din detfinirea cianurii totale. Metodele folosite, pentru analiza cianurii totale: • trebuia aratat pentru a fi in stare de determinare cuantitativa toate mostrele de compusi ai

cianurii, inclusiv compusul de cinaura de cobalt. Daca metodele determina alte elemente de analizat de asemenea (ex. SCN-), acestea trebuie sa fie determinate separat si luate in considerare in rezultatul total.

Selectie Importanta selectiei si manipularea moster, mai important pentru furnizarea la laborator, este rezumat prin urmatoarea declaratie. Rezultatele analizei nu pot fi mai bune decat proba asupra careia a fost executat. In timp ce prelevarea de mostre fie apoase sau solide pare a fi usor, colectarea de mostre corecte, ambele in termeni de locatie si cu privire la elementele analizate sa fie monitorizata., este incarcat cu dificultati. Orice selectie trebuie saaiba ca tina colectarea de fragmente reprezentative din substanta care trebuie analizata. Cand aceast fragment este prezentat pentru analiza, parametrii care trebuie determinati trebuie sa fie prezentati in aceeasi concentyratie si forma chimica si biologica dupa cum a fost gasit in mediul original din care a fost indepartat fragmentul. Mostre reprezentative pentru un teren, sau al unui fragment dintr-un teren, furnizeaza informatie care este adesea extrapolata pentru a include intreaga zona aflata in investigatie. Acest lucru este real daca substanta care este prelevata este o sectiune contaminata de pamant, suprafat de apa, un loc de varsare industrial, sau un cilindru care contine reziduri. Prin urmare, mostrele trebuie sa fie reprezentative al substantei specifice care sete prelevata, dar nu neaparat reprezentativa pentru intreaga zona din care face parte. Obiectivele generale al unui program selectie trebuie sa fie avut in considerare in desfasurarea planului de selectie. Selectia poate fi realizata din unul sau mai multe scopuri: • pentru a determina valorile maxime, minime si medii pentru un flux aproape stabil, cu

scopul de a monitoriza maleabilitatea contra specificatiilor setului (controlul procesului, criteriul de mediu). Astfel de date pot ilustra probabilitatea si importanta fenomenul de refuz furnizaeza destule punctele de informatii au fost anlizate de la mostre. Analizele procesului, rezidului, si cursul efluentului ar putea avea acest tip de obiectiv. Chiar si selectia acvifera (sonde) s-ar potrivi acestei descrieri. Adesea curgeriel masie fluidizate respective trebuie sa fie cunoscuta pentru integrarae datei potrivite

• pentru a determina valorile maxime, minime si medii pentru analiza „curgerilor amestecului” cum ar fi fragmentele tratate rambleului sau amestecurile reziduale detoxifiate, care de obicei necesita minimul de date per amestec pentru a asigura o proba reprezentativa. Obiectivul major ramane unul de maleabilitate si/sau verificare al procedurilor de administrare efective oentru curgeriule amestecului implicat.

Aditional urmatoarele descarcari trebuie avute in considerare: 1. starile instabile urmeaza o esantionare periodica sunt adesea influentate de diversi

parametri, si insusi acesti parametri pot fi de asemenea susceptibili la schimbarile ciclice. Cu alte cuvinte, aceste factori irositi creaza o sitiatie complexa care necesita analiza atenta si sistematizare pentru a obtine o selectie reprezentativa

2. perioadele de ciclu trebuie cunoscute alaturi de multi alti factori de influenta in „sistem”. Un exemplu tipic ar fi selectia suprafetei lichide arezidurilor (sau solidelor), lichide filtrate sau lichide intoarse dinspre baraj. Toate aceste „populatii de selectie” sufera o fluctuatie

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 469

ciclica amsiva prin influenta schimbarilor chimice si fizice de la evenimentele administrarii suprafetelor rezidurilor de proces si conditiilor climatice sezoniere

3. ar fi fals faptul ca perioadele ciclului nu sunt sincronozate in nici u fel si de aici in mod evident pot fi obtinute date aleatorii. Un obiectiv pentru astfel de campanii de selectie pot fi stabilite de o baza de date anticipate bazate pe intelegerea principiilor fundamentale. Acest lucru inseamna ca o realizare a selectiei completa, fara eroare sistematica in ciclul cel mai lung trebuie sa fie realizat cel putin odata. In mod alternativ, odata ce sunt cunoscute astfel de principii, mostrele selectate luate in animite momente pot fi analizate in scopuri de supraveghere.

In timp ce multe strategii de selectie pot fi dezvoltate, modurile principale , de baza pentru selectie sunt descrise in tabelul urmator.

Mod Numarul de mostre Potential de polarizare relativa

Suporturile selectiei locatiei

Hotarare Mic Foarte mare Istoric anterior, evaluare vizuala, si/sau parere tehnica

Sistematic Mare Mic Gri la j sau model consecvent

Aleatoriu Foarte mare Foarte mic Select ie laeator ie s impla

Anexa tabelul 1.1: Moduri de selectie de baza Conservarea mostrei Odata ce mostrele sunt indepartate dinmediul lor natural, pot aparea reactii chimice sau biologice care schimba compozitia mostrei, astfel este cel mai bine de a analiza proba cat mai repede posibil. Conservarea mostrei va mentine caracteristica importanta in aceeasi forma dupa cum era anterior indepartarii din imprejurimi. Nici o tehnica de conservare nu va pastra toate caracteristicile, astfel fiecare caracteristica importanta trebuie avuta in considerare si pastrata specific. In timp ce majoritatea mostrelor de sol necesita eliminarea luminii, aer si caldurii pentru a pastra proba in intregime, mostrele apoase necesita un efort mai concentrat. Mostrele speciilor de cianura apoasa sunt in mod potential foarte reactive si toxice, astfel prevederile de siguranta cum ar fi manusi si haian de protectie trebuie observate cu rigurozitate. Datorita reactivitatii lor, solutiile de proba trebuie testate la fata locului anterior analizei cianurii pentru a le feri impotriva interferentei principalelor substante, substanta oxidanta si sulfurile. Prezenta substantei oxidante este identifica cu ajutorul iodurii de potasiu/hartiilor reactive amidonate. In timp ce o picatura de proba este pusa pe o banda de hartie de masurarea umeda; o colorare albrastra a hartiei de masurarea indica prezenta suficienta a substantei oxidante de posibila reactie cu cianura prezenta in timpul transportului. Agentii de oxidare trebuie redusi anterior trimiterii mostrei la laborator. Procedura de indepartare a substantei oxidante: 1. indeparteaza si retine orice solozi prin decantare sau filtrare prin presiune 2. adaugarea arsenitului de sodiu si amestec. Aproximativ 0.1 g/l este de obicei sificient 3. remasurarea, si daca banda de test este decolorata, retratare ca per Pasul 2 4. redarea solidelor solutiei de proba si cresterea pH la 12 prin adaugarea a 1 – 2 granule de

hidroxid de sodiu solid.

Prezenta sulfurilor este indicata de colorarea in negru a hartiei cu acetat de plumb, in timp ce o picatura de proba este pusa pe hartia de test umezita in prealabil cu o picatura de acid acetic si daca hartia se innegreste, sunt idicate sulfurile. Sulfurile sunt indepartate prin reactia cu carbonat de plumb. Procedura de indepartare a sulfurilor: 1. indepartarea oricaror solide prin decantare sau filtrare prin presiune si retinere

Glossary

470 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

2. adaugare de carbonat de plumb (aproximativ 0.1 g/l) si amestec 3. indepartarea sulfurii de plumb formate prin filtrare sub presiune si indepartarea precipitatului

de PbS 4. remasurareaa solutiei de proba . Daca banda de test este decolorata, remasurareaa dupa cum a

fost arat in Pasul 2 si 3 5. redarea solidelor mostrei si cresterea pH la 12 cu hidroxidul de sodiu solid. Mostrele trebuie depozitate intr-un loc intunecat la aproximativ 4 ºC, ca intr-un esky (cutie de racire)in timpul transportarii si apoi pastrat la rece in laborator. Mostrele de sol pentru analiza cianurii (in nuclee sau recipiente) trebuie sa fie impachetate in plastic negru si pastrat la rece la 4 ºC fara tratare ulterioara. Transport si depozitare Odata ce au fost conservate si impachetate, mosterele trebuie sigilate si fiecare container (flacon sai recipient) plasat individual intr-un sac de plastic sigilat. Toate mostrele trebuie apoi impachetate intr-un esky (cutie de racire cu cateva cuburi de gheata) pentru a le mentine reci pe perioada transportului. Expedierea la laboratorul pentru analiza trebuie sa aiba loc cat mai constructiv prin camion pentru o singura noapte sau curier rapid. Este important ca protocolul de selectie sa fie inregistrat si un lant de pastrare inclus cu expedierea pentru a permite urmarirea prealabila pe perioada si in timpul depozitarii si analizei. Procedurile de analiza Un laborator de calitate cu tehnicianul cu experienta necesar poate obtine bune rezultate cu ajutorul a multor metode diferite. Motoda automatizata modificata SFAA folosind microdistilatorul McLeod poate fi metoda de selectare pentru laboratoarele cel mai avansate, totusi pot fi folositi factorii de uniformitate globala, disponibilitate si cost indica faptul ca metodele de analiza cotate ca „Fundamentale” in tabelul urmator.

Analyte Method Comments Free cyanide

AgNO3titration

Preferred method For process solutions primarily above 1 mg/l LQL1: 1 mg/l HCN(aq), CN-, Zn(CN)x, parts of Cu(CN)4

AgNO3titration with potentiometric endpoint determination

Alternate method Precise method of endpoint determination Measures same species as primary method

Micro diffusion of HCN from static sample into NaOH (ASTM D4282)

Alternate method Close to "free cyanide"

Ion Selective Electrode Alternate method Close to "free cyanide"

Direct colo-rimetry

Alternate method HCN(aq), CN-, Zn(CN)x, parts of Cu(CN)4 + ?

Amperometric determination

Alternate method Measures same species as primary method

WAD cyanide Manual distillation pH 4.5 + potentiometric or colorimetric finish (ISO/DIS 6703/2, DIN 38405 Part 13.2: 1981-02)

Preferred method LQL1: 0.05 mg/l HCN(aq), CN-, Zn/Cd/Cu/Ni/Ag(CN)x Better results than ASTM method in presence of high copper concentration

Amenable to chlorination (CN Total - non-chlorinatable part) (ASTM D2036-B, US-EPA 9010)

Alternate method Measures same species as primary method

SFIA in-line micro-distillation pH 4.5 + colo-rimetric finish (ASTM

Alternate method Measures same species as primary method

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 471

D4374) FIA In-line ligand

exchange + amperometric finish (US-EPA OIA-1677)

Alternate method Measures same species as primary method

Picric Acid, Colo-rimetric determination

Alternate method Measures same species as primary method

Total cyanide Manual batch distillation + titration/potentiometric or colorimetric finish (ISO/DIS 6703/1, DIN 38405 Part 13.1: 1981-02)

Preferred method LQL1: 0.10 mg/l HCN(aq), CN-, Zn/Cd/Cu/Ni/Ag/Fe(CN)x, parts of Au/Co/Pt/Pd(CN)x

SFIA, in-line UV irradiation, micro-distillation + colorimetric finish (ASTM D4374)

Alternate method Measures same species as primary method

1: LQL, Lower Quantitation Level, is defined as about 3 times Detection Level or 10 times the Standard Deviation at near blank level.

Table Annex 1.2: Primary and alternate analytical methods Pentru aceste metode fundamentale, tabelul furnizeaza de asemenea un Nivel Scazut de Cuantificare, reprezentand concentratia pe care toate laboratoarele ar trebui cu siguranta sa o determine. Laboratoarele cu o inregistrare dovedita de functionare cu metode alternative, cum ar fi acelea bazate pe metodele automatizate standard, trebuie incurajate pentru a continua cu acele metode dar trebuie sa stabileasca legaturi pentru fiecare loc prin aplicarea metodelor sugerate. Pentru a asigura ca mina primeste serviciu de analiza de calitate, laboratorul ales trebuie: • sa aiba experienta pentru a desfasura analizele • sa fie confirmat de respectivul corp national de acreditare pentru toate metodele de analiza • sa aiba procedurile de control al calitatii sunetului la locul potrivit • sa fie capabil sa dovedeasca calitatae informatiilor prin participarea la teste de competenta

Analisti calificati si personal supraveghetor cu o expertiza in metodele chimice de cianura sunt decisive la rezultatele consistente si de incredere, dupa cum vor fi atenti de potentialele interferente inerente in fiecare metoda. Metodele preferate penrtu determinarea analizei al diferitelor tipuri de cianura sunt rezumate pe scurt mai jos: Cianura libera Metoda preferata pentru deetrminarea analitica a cianurii libere este dozarea volumetrica a nitratului de argint. Ionii de argint sunt adaugati solutiei pentru a compune ionii de cianura degajata. Atunci cand este consumata toata cianura degajata ca compus de cianura de argint, excesul de ioni de argint indica punctul final al dozarii volumetrice. Instalatia de analiza folosita pentru dozarea volumetrica este mai de graba simpla. Pentru a determina cu acuratete concentratia de cianura, o solutie corespunzatoare de nitrat de argint este dozata cu o biureta manuala sau automata, care trebuie sa fie capabila de masurarea a volumurilor la o precizie mai buna de 0.005 ml. Cateva tehnici pot fi folosite pentru determinarea punctului final. Cea mai usoara posibilitate este sa se foloseasca un indicator cum ar fi iodura de potasiu sau rodiunina care schimba culoarea asupra aparentei ionilor de silver degajati. Este important faptul ca primul schimb al culorii este folosit ca indicatie a punctului final deoarece ionii de argint tind sa degaje ioni de cianura din lati compusi, care duc la o disparitie a culorii. Detectarea punctului final potentiometric este o cale mult mai precisa de determinare a punctul final, semnalul este produs din cauza unui maxim identificat si mai usor.

„Acidul care se descompune usor in cianura (WAD-CN) Metoda analitica preferata pentru determinarea acidului care se descompune usor in cianura este metoda de distilare conform ASTM sau ISO/DIS. Aceste metode creeaza conditii chimice care permit WAD-CN

Glossary

472 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

sa fie degajate ca gaz dizolvat de acid cianihidric care atunci este transportat intr-un curent de aer la o absorbptie a sodii caustice unde WAD-CN apare ca CNF. In timp ce acid cianihidric este absorbat intr-un volum mult mai mic decat solutia de proba originala, concentratia de CNF care trebuie analizat este tipica de cel putin 10 ori mai mare decat concentratia originala de CNF in solutia de proba . Concentratia CNF in produsul mostrei distilate este atunci determinata folosind titrarea cu nitrat de argint dupa cum este descris mai sus. Metodele conform ASTM si ISO/DIS sunt similare. Totusi, rezultatele de la metoda ISO/DIS sunt mult mail precise decat acelea de la metoda ASTM pentru mostrele continand o mare concentratie de cianura de cupru. Cianuri Totale Metoda analitica preferata pentru determinarea cianurii totale conform ASTM sau ISO/DIS este metoda de distilare. Metoda folosita este in principui foarte asemanatoare cu metoda de distilare descrisa pentru acidul care se descompune usor in cianura. Totusi, conditii puternic acidizate si temperaturi inalte sunt necesare pentru a degaja ionul de cianura de la compusi de cianura stabili cum ar fi fericianurile si ferocianurile. Decsrieri complete ale acestor proceduri analitice pot fi gasite in urmatoarele documente de referinta: DIN 38405-13: 1981-02, Metode Standarde Germane pentru Analiza Apei, Apei Reziduale si Noroi-Anioni (Grupul D)-dterminarea Cianurilor (D13), Standarde Germane (DIN) Normen, Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin (Germania). Ghiduri de Calitate a Apei in Africa de Sud, Volumele 1 – 7, Departamentul de Problemele Apei si Silvicultura, 1996 Metode Standard Pentru Examinarea Apelor si Apelor Reziduale, APHA-AWWA-WEF, Editia 20, Washington DC, 1998. Calitatea Apei – Determinarea Cianurii – Partea 1: Determinarea Cianurii Totale ISO/DIS 6703/1, Organizatia Internationala de Standardizare. Calitatea Apei – Determinarea Cianurii – Partea 2: Detrminarea Cianurii Usor Degajate ISO/DIS 6703/2, Organizatia Internationala de Standardizare. USEPA „Metode si Indrumare pentru Analiza Apei”, Agentia de Protectie a Mediului din Statele Unite (USEPA), Iunie 1999. ANEXA 2 In aceasta anexa, sunt descrise cateva deficiente ale barajului. Descrierile furnizeaza sugestii folositoare pentru administrarea sigura a facilitatilor de administrarea a sterilurilor. Fisurarea barajului Aitik In seara de 8 Septembrie 2000, s-a petrecut o spargere baraj la locatia Aitik. Prabusirea a avut loc intr-o sectiune a digului care separa bazinul cu steriluri de bazinul in aval de decantare. Evenimentul acondus la descarcarea a 2.5 Mm3 de pa de la sectiunea bazinului cu deaeuri in bazinul de decantare. Cresterea ulterioara a nivelului apei in bazinul de decantare, 1.3 m, a cauzat o descarcare de 1.5 Mm3

apa decantata in cursurile de admitere. Acest lucru arezultat intr-o crestere temporara a continutului solidelor excluse in sistemul de val al raului. Evenimentul s-a petrecut in pofida sistemelor de monitorizare manuale si automatizate in cocncordanta cu un manual OSM recent dezvoltat.

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 473

Au fost dezvoltate doua teorii pentru a explica acest eveniment: Conform primei teorii, straturile filtrante din baraj nu au functionat cum trebuie, astfel presiunea interstitiala inauntrul bazinului a crescut cauzand eroziune sau alunecarea in sustinerea rambleului, rezultand in cele din urma intr-o cedare completa a barajului. Ca rezultat s-ar fi putut de asemenea intampla scurgeri daunatoare cu presiune interstitiala ridicata ca rezultat: • odata cu descarcarea canalului prin baraj • prin sectiunea ingusta superioara al conului impermeabil • dedesubtul palplansei spre canal • prin crapaturile din rocile de baza • din parte dreapta a deschizaturii Conform celei de a doua teorii, eroziunea interna s-a petrecut odata cu descarcarea canalului, posibil in combinatie cu deschizaturile din racordul dintre elementele canalului si/sau prabusirea canalului. Patrunderea apei si solului in canal, a cauzat probabil o palnie de eroziune in baraj cu scurgere direct din bazin in canal. Prabusirea s-a extins si s-a finalizat cu trecerea peste baraj si, in cele din urma, o prabusire completa. Probabil nu va fi posibil sa eliminam in intregime o teorie in favoarea celeilalte, in principal datorita faptului ca barajul a fost erodat in intregime. In orice caz, operatorul, interpreteaza rezultatele ca scurgeri in legatura cu canalul ca principala cauza a prabusirii. Motivele pentru aceasta concluzie sunt: • canalul a fost construit pe pietris, 16-50 mm, si la ultima construire acoperit cu panza de filtru.S-

au inregistrat scurgeri prin racorduri si /sau pietris fapt care este dovedit de investigatiile facute dupa accident, cand au fost gasite sterilurile, care isi aveau originea din accident

• canalul nu a fost echipat cu o intaritura longitudinala, si de aceea nu a putut suporta tensiunii. Aditional, unele conditii indica faptul ca presineile mari interstitiale nu au fost principala cauza: • nu mai departe de seara dinaintea prabusirii, nu au putut fi observate scurgeri de-a lungul extensiei

barajului E-F. Acest lucru indica faptul ca prabusirea s-a petrecut cu rapiditate • calculele arata faptul ca inainte de accident barajul avea un factor de siguranta excesiv un singur

eveniment la presiune interstitiala crescuta. Operatorul a trebuit de aceea sa concluzioneze faptul ca scurgerile si/sau prabusirea canalului au fost foarte probabil cauzele accidentului. Totusi, nu poate fi exclus, faptul ca si presiunea interstitiala crescuta cauzata de functionarea deficienta a filtrului ar fi putut contribui la accident. [63, Grupa metalelor baze, 2002] Una din consecintele acestui accident a fost ca un canal mai rezistent a fost construit, care va fi in viitor inlocuit cu un sistem de revarsare construit in jurul barajului in roca. Barajele viitoare vor fi construite cu doua straturi filtrante, unul dur si celalat fin. Prabusirea barajului Aznalcollar Evenimentul de la Aznalcollar a fost descris in mai multe locuri. Aici vor fi descrise doar principalele cauze si concluzii ale prabusirii. In noaptea dintre 24 si 25 aprilie 1998, o sectiune de 600 m a barajului din aval al bazinului cu steriluri a alunecat dintr-o data pana la 60 m. Alunecarea a creat o spartura in baraj prin care apa si sterilurile au fost evacuate. In cateva ore, 5.5 Mm3 de apa bogata in acid si metal s-a revarsat din bazin. Cantitatea de steriluri care a fost devarsata a fost estimata a se afla intre 1.3 si 1.9 milioane tone. Datorita marimii particulelor fine a sterilurilor (d80 <45 µm) au fost usor de transportat in eliminare cu unda de viitura.

Glossary

474 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Cauza principala a accidentului a fost o greseala in solurile de la 14 m de sub suprafata pamantului (vezi figura de mai jos). Aceasta greseala a fost rezultatul unui surplus de presiune in apa interstitiala a argilei datorita greutatii barajului si a depozitului de steriluri.

Figure Anex 2.1: Sectiunea barajului de steril [68, Eriksson, 2000] Una din concluziile investigatiilor a fost aceea ca un studiu bun al bazei, facut inainte de accident, ar fi facilitat semnificativ evaluarea efectelor accidentului [68, Eriksson, 2000]. O alta concluzie care poate fi trasa este aceea ca o investigatie inchisa si amanuntita a fundatiei TMF trebuie sa fie pregatita si evaluata anterior constructieie barajului. Alte exemple Exista multe exemple de colectori retinuti de barajele construite prin metoda in amonte la minele de cupru din Chile. Acea tara este tinta cutremurelor si prabusirile sunt ceva comun. Un nexemplu bine cunoscut e acela al vechiului baral El Cobra, construit la o inaltime de 33 m intre 1930 si 1963, cu o inclinatie in aval de 1 pe 1.2 la 1.4. La doi ani dupa ce constructia a fost terminata, zona a fost lovita de cutremurul La Ligua din 1965, care a avut loc in timpul zilei. Martorii au spus ca nori de praf au venit dinspre baraj, impiedicand vizualizarea lui in timpul prabusirii, eliberand sterilurile lichefiate sa se scurga inspre vale, scufundand satul minerilor si continuand inca 5 km. Au fost pierdute multe vieti. Aceasta prabusire cat si altele din Chile, au fost descrise de Dobry si Alvarez (1967). Eliberarea de praf este tipica pentru prabusirea pantelor de loess uscata, si este cauzata de reducerea volumului asupra forfecarii care se petrece in pierderea particulei minereului. Aerul din viduri este evacuat, carand praful o data cu el. partea in aval a barajului a fost in mod clar relativ uscata inainte de a se dezintegra permitand eliberarea tuturor noroaielor reziduale nesolidificate. In Japonia, colectorul Mochikoshi a fost construi intr-o cavitate aproape de varful unui deal pentru a depozita sterilurile minei de aur si a fost mentinuta de trei baraje de steriluri. Acestea au fost construite prin metoda in amonte fata de barajele cu dispozitivele de pornire foarte zgomotoase fabricate din solul vulcanic local. Barajele au fost inaltate prin construirea digurilor din sol vulcanic aflat pe tarm si compactat. Colectorul a fost supus unei acceleratii a terenului de 0.25g fata de cutremurul Iso-Oshima de magnitudinea 7.0 care s-a petrecut pe 14 ianuarie 1978. cel ami inalt dintre cele trei baraje s-a prabusit in timpul principalei zdruncinaturi, eliberand 80000 m3 din steriluri contaminate de cianura de sodiu printr-o spartura larga de 73 m sia danca de 14m. sterilurile s-au scurs 30 km in Oceanul Pacific. Cel de-al doilea mare baraj s-a prabusit a doua zi, la 5 ore 20de minute dupa un postsoc, eliberand mai mult de doua pana la trei sute de m cubi de steriluri prin spartura larga de 55m si adanca de 12m. Aceste prabusiri si altele legate de cutremure au dus la recomandari la care metida in aval a constructiei ar trebui folosita in zonele cu cutremure, decat metoda in amonte. In aceasta metoda,

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 475

minereul brut, posibil de la instalatiile de desprafuire, este plasat pe partea in aval a barajului unde masurile eficiente drenare a canalizarii pot fi folosite si umplerea poate fi compacte. In mod alternativ barajul poate fi construit din material arendat, ca si cu barajele de retinere apei. Stava La 12.23 pe 19 iulie 1985, doua baraje de steriluri, unul deasupra celuilat si ambele construite prin metoda in amonte, s-au prabusit. O cantitate totala de 190000 m3 de noroi al sterilurilor au fost eliberate si varsate, initial la o viteza de 30km/h jos inspre margini, spre valea Rio Stava, distrugand majoritatea satucului aflat in apropiere de Stava si a continuat, la o viteza crescuta, estimata de a avea 60km/h spre un alt mic oras, Tesero cu aproximativ 4km in aval, la intersectia cu Raul Avisio in nordul Italiei. (Singurul martor supravietuitor, o persoan aflata in concediu, a avut experienta infricosatoare de a privi dezastrul de la coasta dealului si a vazut hotelul unde se afla familia lui care lua pranzul fiind maturat de torentul de steriluri). Paguba cauzata de steriluri este foarte mare decat daca ar fi fost cauzata de aceeasi inundatie de apa, deoarece sterilurile sunt foarte grele. Acolo unde apa poate inunda o cladire, sterilurile pot rasturna si sa-l curate o data cu debitul. Aceasta prabusire a cauzat 269 de decese. Barajele de steriluri earu pentru o mina de fluorura care afost deschisa in 1962 si au fost asezate pe o parte a pantei de 1 pe 8. filtrul a fost in form unei conducte de beton asezat pe podeaua abrupta, cu deschizaturi acoperibile aproximativ fiecare 0.5 m crestere verticala. Apa de la bazine descarcata in deschizaturi, care au fost acoperite, una cate una, pe masura ce nivelul sterilurilor crescuse. Barajul inferior a fost construit prin metoda in amonte la o inclinatie de 1 pa 1.23. Cand a tins o inaltim de 19 m, cel de-al doilea baraj a fost inceput la finalul amontelui al colectorului si construit la o inclinatie de 1 pe 1.43. Cand a atins o inaltime de 19 m, a fost necesar un consimtamant al planuirii ulterioare. Acest lucru a fost oferit cu conditia ca o berma larga de 5m a fost construita la acel nivel si permisia oferita pentru construirea barajului la o inaltime de 35m.Constructia a continuat la aceeasi inclinatie de 1 pe 1.43 si prabusirea s-a petrecut cand era la o inaltime de 29m. cauza se crede a fi datorita unei combinatii de blocare si scurgere de la canal sub piciorul barajului de sus, astfel ridicand panza freatica suficient de mult pentru a cauza o alunecare circulara. Sase luni inainte de prabusire, s-a petrecut o alunecare locala in portiunea joasa al barajului superior in partea dreapta, in zona unde conductele de filtrare trec pe sub baraj, datorita inchetarii conductei de lucru in timpul unei perioade de inchet intens, conform cu Berti et al (1988). Pentru urmatoarele trei luni, a fost observata o filtrare a apei printr-o tesatura de la zona alunecarii. O luna inainte de probusire, conducta de filtrare de dedesubt colectorului scazut fisurat permitand apa libera si noroiul lichid de la bazinul pentru a se varsa inspre raul Stava, creând in crater deasupra punctului de fisurare. A trebuit instalata o conducta de trecere prin partea de sus al barajului inferior, si conducta de filtrare sparta blocata pentru reparatii folosita de sistem. In timpul acestei operatii nivelul apei in colectorul superior a fost scazut cat de mult pposibil, decat cu numai patru zile ianinte de prabusire, ambele bazine au fost umplute si functionate in mod normal. 53 de minute inainte de prabusire o linie de curent care traversa sub colectori s-a prabusit, apoi numai 8 minute inainte, o a doua linie de curent s-a prabusit. Sterilurile de la prabusire au ajuns la o distanta de aproximativ de 4km de Tesero, intr-o perioada de 5 pana la 6 minute. Ca rezultat al acestei prabusit, o lege stricta italiana care controleaza proiectul si constructia barajelor de retinere a apei, conform cu Capuzzo (1990), este extina pentru a include barajele de steriluri. Merriespruit Barajul de steriluri Virginia Nr 15 a fost construit prin metoda „padoc” care este folosita in mod considerabil in indudtia miniera a aurului din Africa de Sud. Era un baraj lung imprejmuitor si retinand un colector de 154 ha retinand 260x106 m3 de steriluri de la mina de aur continand cianura si pirita. Solul fundatiei era din argila si a fost necesar efectuarea drenajului sub baraje. Experienta generala a fost aceea ca scurgerile au fost adesea blocate de oxizii de fier si alte rteziduri. Colectorul a format una din colectarile similare ale Minei de Aur Harmony aproape de Virginia in Statul Orange Free. Suburbia Merriespruit care contine 250 de case a fost construita in apropiere de mina in 1956. Laguna Virginia Nr 15 a fost deschisa in 1974 si a fost amplasata o sectiune nordica dreapta a barajului in apropierea suburbiei la numai 300m de cele mai apropiate case. Constructia barajului si umplerea lagunei a continuat pana in martie 1993, cand cea mai apropiata sectiune de case a barajului era de 31 m inaltine. Vara lui 1993/4 in Statul Orange Free a fost in mod special mai umeda si in seara de marti 22 februarie 1994 au avut loc furtuni violente peste Virginia si o rupere de nori atunci cand 40mm de ploaie a cazut

Glossary

476 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

intr-o perioada foarte scurta. Nivelul apei din laguna a crescut datorita captarii directe: nu a fost nici un curent sau alta sursa naturala a apei care a intrat in laguna, care in timpul functionarii, a avut un sistem de spalare a minereurilor care a indepartat apa decantata transportatade la noroiul sterilurilor care au fost transmisa in colector. Devreme, in timpul serii, la aproximativ 19.00, apa fost gasita varsanduse pe strazi si prin gradini si un martor a vazut cum apa trecea peste pragul barajului peste case. Compania miniera si contractorul au fost informati, dar acnd reprezentantii lor au ajuns la fata locului era deja intuneric. Unul din oamenii contractori a dat fuga la filtre si a gasit cum apa acoperea cercurile de varf dar nevarsandu-se in filtre. A indepartat cateva cercuri pentru a incerca sa scoata apa acre se scurgea, dar bazinul principal era aproape de varful barajului de nord cu nici o legatura directa cu filtrele. In acelas timp, o alta persoana constructoare era aproape de piciorul barajului in aval, si a vazut bucati din steriluri dintr-un stalp construit recent care a fost construit impotriva unei parti subrete a barajului. O tentativa a fost facuta pentru a starni alarma, dar inainte ca cineva sa fie contactat, a existat o lovitura puternica, urmata de un val de steriluri lichefiate care a dat navala din colector spre oras. O spartura larga de 50 m s-a format prin baraj, eliberand 2.5x106 m3 de steriluri care s-au scurs pe o distanta de 1960 m, acoperind o zona de 520x103 m2. Fluxul a trecut prin suburbie unde puterea sterilurilor lichefiate foarte grele au daramat totul in calea lor, case, pereti, utilaje aflate pe strada si masini, carnd persoane si mobila odata cu ele. (Conform raportelor ziarelor, persoanele aflate deja in pat la aproximativ 21.00 atunci cand a lovit valul de noroi, s-au vazut plutind in pat impotriva plafonului. 400 de supravietuitori si-au petrecut seara la Caminul Comunitar din Virginia, aflat la un kilometru distanta. Hetta Williamson a spus ca sotul ei s-a intors pe lumina la fosta casa si nu a gasit decat fundatia.) Este remarcabil faptul ca au fost omorate numai 17 persoane. Aparent aceasta sectie nordica a barajului de imprejmuire a dat semne de epuizare de cativa ani, cu filtrarea apei si cauzand acoperirea cu mlastini aproape de piciorul barajului. Un sprijin drenat construit din steriluri compactate au cauzat oprirea punerii cursului normal al sterilurilor minei in colector la mai mult de un an ianinte de prabusire, ex. colectorul a fost inchis. La acel timp bordurile libere au fost, conform contructorului, de un metru. Dar acoperirea cu mlastini la picior a continuat, si constructia contrafortului a continuat. Nu inainte de prabusire, au avut loc scurgeri in panta inferioara in aval chiar deasupra contrafortului. De fapt, desi plasarea sterilurilor au fost oprite, apa reziduala continand unele steriluri au continuat a fi plasate si apa s-a devarsat in filtre. Din pacate acolo s-a format un depozit suficient de steriluri ulterioare pentru a inchide filtrele si cauzeaza principalul bazin al apei pentru a se indrepta spre varful partii de nord al barajului, lasand un bord liber de numai 0.3 m, si apa a fost incontinuare pompate in colector de la instalatie in seara prabusirii. Dovezi a ceea ce s-a petrecut de cand presupusa inchidere a fost furnizata de fotografia din satelit. Un satelit Landsat a trecut peste zona la fiecare 16 zile si imaginile infrarosii au aratatpozitiile sterilurilor si bazinului de apa. Regulile de Minerit Guvernamentale care au intrat in vigoare in 1976, necesitand un bord liber minim de 0.5 m pentru a fi mentinuta in orice moment pentru acest tip de colector, pentra a valida 1 din 100 de furturi pe an pentru a fi in siguranta aprovizionate fara a cauza trecerea peste baraj prin devarsare. Dovezile nivelului sterilurilor in laguna Virginia Nr15 aratata faptul ca nivelul sterilurilor a crescut pana la 15 cms din nivelului peste varf anterior abandonarii acestui depozit in martie 1993. Daca reglementarile gurvernului ar fi solicitat inspectia barajului, in special a partii inchise, garda foarte mica ar fi fost remarcata si o inaltare in continuare a fi fost realizata pentru a preveni supra-umplerea la momentul caderii de cantitate maxima a precipitatiilor. Baia Mare Extinderea orasului Baia Mare din Romania luase in considerare vechile zone miniere unde existau iazuri vechi de steril. Indepartarea acestor colectori si a barajelor lor de retentie ar elibera teren valoros pentru dezvoltarea orasului si ar permite extractia metalelor ramasse de la fostele steriluri. Schema de la Baia Mare implica constructia unui nou colector si o noua instalatie de prelucrare eficienta care ar primi sterilul provenit de la vechii colectori. Initial trei trebuiau sa fie reutilizate iar, conductele au fost amplasate pentru a transmite apa de la noul colector pentru a fi folosit spalarilor puternice care ar fi trecut prin vechile steriluri, producand un slam care ar fi transportat la noua instalatie de prelucrare pentru extractia metalelor ramase, cu sterilurile din ele varsandu-se in noul colector. Sistemul a folosit aceeasi apa folosita continuu fara nci un fel de amestec cu mediul.

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 477

Locatia pentru noul colector, destul de departe de oras, era aproape la nivelul solului, cu axa principala lunga de 1.5 km, inclinandu-se numai 7 m de NE spre SV cu un diametru de aproximativ 0.6 km, dupa cum este indicat de Fig.3. O gaura de put externa cu perimetru de 2 m inaltime cu 1 pe 2 parti ale pantelor, dupa cum este aratat de Figura 4, a fost construita din vechi steriluri, si intreaga zona de aproximativ 90 ha, aliniata de schema HDPE, fixata in varful perimetrului gaurii de put. A fost instalat canalului de scurgere pentru a colecta orice scurgere, care va fi pompata inapoi astfel ne existand scugeri a apei contaminate in mediu. La aproximativ 10 m inauntrul perimetrului, au fost construite dispozitive de pornire a barajului, de asemenea cu 1 pe ambele parti a pantei, la inaltimile de aproximativ 5.5 m de-a lungul marginii inferioare la SV a colectorului, tapering down la 2 m inaltime aproximativ la jumatate de-a lungul partilor, cu rezidurile in jurul marginii de NE a colectorului, aproximativ 2 m inaltime. Instalatiiile de desprafuire montate de-a lungul pragului a dispozitivului de pornire SV a barajului si impartite in doua de-a lungul laturii dispozitivului de pornire abarajelor au acceptat sterilurile tubulare de la noua instalatie de prelucrare, descarcand fragmentul de brut pe partea in aval pentru aumple spatiul dinspre parametrul barajului, si ridicand intregul baraj, cu principalul volum de slamu de desuri fine fiind descarcat intr-un colector. Apa colectata a fost descarcata in decantul central, drenat printr-o conducta de varsare cu diametrul de 450mm inserat sub teava HDPE si pompata inapoi pentru a actiona canalele de monitorizare in primul din vechile colectoare, la o distanta de 6½ km, si apoape de oras.cianura afost folosita in noua instalatie de prelucrare pentru extractia aurului, astfel incat sterilurile si apa din noul colector continea cantitati considerabile de cianura. Apa nu ar trebui sa se scurga din circuitul conductelor, desi apa folosita in taierea jeturilor scurse peste podeaua neteda al vechilul colector unde ar putea sa se infiltreze in pamant. Prima descarcare in colector a fost in martie 1999, si in timpul verii totul a mers bine, in mod special in timpul lui iunie, iulie si august atunci cand evaporarea medie era de 142 mm pe luna, desi sterilurile debitate nu contineau destul de multe minereuri brutedupa cum fusesera preconizate si rata crescuta a inaltimii a barajelor era mai mica decat s-a dorit. In timpul iernii, cu toate astea, conditiile s-au schimbat foarte mult. Temperatura a scazut sub zero in decembrie 20 si a ramas scazuta in timpul majoritatii lunii ianuarie, inghetand instalatiile de desprafuire si producand un strat de gheata peste colector, care s-a ocoperit cu zapada. Sterilurile de instalatia de prelucrare erau suficient de calde pentru a mentine functionarii, dar nu a a existat o creste ulterioara a cotei pentru baraje deoarece instalatiile de desprafuire nu functionau. Precipitatiile din timpul lunii septembrie pana in ianuarie aveau valoarea medie de 71 mm pe luna si au cazut sub form ade ploaie si zapada in ambele intraga zona a colectorului dar de asemenea pe vechiile colectoare a sterilurilor care au fost functionate. Acest surplus de apa a fost depozitat in colector cauzand cresterea nivelului sub stratul subtire de gheata si zapada. Pe 27 ianuarie a fost o schimbare importanta a vremii. Temperatura a crescut peste zero si a fost o cadere a ploii de 37 mm. Stratul acoperitor de gheata si zapada s-a topit si barajele, jumatate din parti a colectorului, unde erau numai starter height, erau mai scazute decat nivelul de apa in curs de dezvoltare. La ora 22.00 pe 30 ianuarie 2000, o sectiune overtopped, facand o spartura lunga de 25 de metrii care a permis o eliberare de aproximativ 100000 m3 a apa puternic contaminata care s-a scurs urmand panta naturala a zonei, spre raul Lapus. Acesta a alimentat raurile Somes, Tisa si Dunare, varsandu-se in final in Marea Neagra. Un numar foarte mare de pesti au fost ucisi cu consecinte serioase la vremea aceea pentru industria de peste. Autoritatile ungare au estimat totalul de pesti ucisi a fost mai mare de o suta de tone. Admisiile de apa de la rauri a trebuit sa fie inchise pana a trecut dar de contaninator toxic si pentru catva timp dupa ceea pana cand aputut fi confirmata puritatea apei. Dara de cianura a fost masurabila in Delta Dunarii, patru saptamani mai tarziu si la 2000km de la sursa revarsare. Conceptul de sistem inchis in care nici un fel de apa de proces nu trebuie sa fie eliberata in mediu ar fi trebuit sa fie excelent, cu noul colector de steriluri complet captusit cu foi de plastic si asigurare pentru pentru colectarea oricarui fel de varsare. Din pacate nu a fost facuta nici un fel de asigurare pentru apa in plus care va proveni dele precipitati, nici problemele de lucru la temperaturi mici nu au fost adresate. Schema a fost una care ar fi putut functiona bine in conditii uscate si calduroase intalnite in unele parti a Australiei si Africa de Sud.

Glossary

478 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

ANEXA 3 Exemple de aspecte acoperite printr-un studiu de baza Urmatoarele subsectiuni furnizeaza un exemplu de studiu de baza pentru un bazin de steriluri executat recent in Europa [25, Lisheen, 1995]. Aceste studii au devenit o procedura standard si sunt adesea o cerinta legala. Sunt necesare ca puncte de referinta pentru a cantifica impactul unui proces. Arheologie si istorie locala/patrimoniu cultural Aceasta sectiune a studiului de baza investigheaza daca descoperirile arheologice pot fi presupuse baze asupra informatiei istorice. Da raspunsuri intrebarilor daca orice descoperiri importante pot fi inhibate sau chiar promovate de o noua constructie. Din perspectiva operatorului descoperiri arheologice repetate pot incetini semnificativ dezvoltarea locului. Poate exista preocupare publica despre pirderile locurilor arheologice semnificative dar multe autoritati vor accepta conservarea prin sapaturi profesionale si consemnari aparute. Socio-economic Nivelul de utilizare este apreciat si orientarile de viitor sunt discutate in cateva cuvinte. Sunt enumerate sursele majore de utilizare. Din acest motiv pot fi facute anticipari pentru succesul viitor al zonei investigate. Sanatate Este examinata stilul tipic de viata (ex. obiceiuri de alimentatie) in regiune, ratele de mortalitate sunt enumerate si comparate cu conditiile “medii” ( ex. medie pe tara/lume) si posibilele motive pentru descoperirile anormale discutate. Infrastructura Aceasta sectiune descrie situatie soselelor, cailor ferate, marime si aeriene. Mai mult este descris accesul la apa si electricitate. Aceasta sectiune poate de asemenea sa mentioneze colectarea de steriluri in zona. Transport Situatia transportului local este determinata sub raport cantitativ. Poate fi investigat media circuitului de transport comparat cu alte zone sau tara. Climatologie Sunt prezentate date cum ar fi caderile de ploaie anuale, vaduri predominante (putere si directie predominnta), umiditate si temperaturi ale solului si aerului. Daca este folositor, aceste numere pot fi comparate cu alte regiuni. Calitatea aerului Sunt prezentate aici rezultatele unui program de selectie de baza. Sunt aratate nivelurile stabilite si determinate originile. Valorile masurate include totalul de praf si metale. Geologie Aceasta parte descrie geologia zacamantului de minereu si zona alturata. De obicei include: • grosimea zacamantului • inclinarea stratului • sortimentele miniere • dimensiunile zacamantului • resursele exploatabile • descrierea suprafetei solului, stratului superior, depunerea si resturile de piatra.

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 479

Peisaj Aici este descris peisajul zonei de studiu. Va fi locatia in munti sau pe flat pastureland? Exista multi copaci si/sau garduri vii? Impactul vizual al noii constructii poate fi mentionat in acest context. Ecologie Aceasta sectiune descrie, ex.: • solul zonei • regiunile impadurite de interes • speciile in habitatul studiat • diversitatea de ierburi si paduri • specii de plante • diversitatea de pasari si mamifere • orice indicatii ecologice speciale aproape de locatie Zgomot Niveluri de zgmot pe timp de zi si noapte, masurate pentru studii sunt adesea enumerate ca medii de 12ore. Potrivirea terenurilor si a solului Calitatea totala a terenurilor trebuie sa fie investigata in zona posibil influentata de dezvoltare si comparata cu alte zone. Studierea terenului include caracteristicile solului, calitatea si potrivirea pentru productia faneatii si culturilor si stocului de provizii. In Marea Britanie, evaluarea terenurilor este intreprinsa de un sistem recunoscut pentru evaluarea caracteristicilor si calitatii terenurilor, ex. Sistemul Agricultural de Clasificare a Terenului. Selectia terenului si ierburilor Aceasta sectiune investigheaza conditiile fertilitatii solului al zonei. Include masuratori al oligoelementelor (ex. magneziu, cupru, molybenum, mangan, cobalt, zinc, plumb, cadmiu) si alte elemente nutritive cum ar fi fosfor, azot, potasiu, calciu, sulf, iod, seleniu. Aceste valori sunt comparate cu alte zone si sunt analizate anomaliile. Este data atentie speciala pentru a stabili nivelurile de baza al oricaror lati constituenti care pot fi modificati printr-o operatie miniera viitoare. Productia recoltei si animala Fermele inconjuratoare sunt examinate pentru productivitatea recoltei terenului lor si a pasunii. In acelas timp sunt examinate tipurile numerelor si conditiile de depozitare. Este necesara o metodologie recunoscuta pentru evaluarea sistemelor de recoltare si depozitare in zona care tine cont de variabile cum ar fi abilitatile de administare a fermei, nivelul de costuri fixat, clasificare agriculturala a terenului si alimentarile. Comparatia productiilor fara a avea in ceder alti factori ar fi gresita. Umiditatea solului Scopul acestei parti a studiului este de a adresa preocuparea secarii unei mine poate afecta in mod nefavorabil dezvoltarea culturii si alt vegetatie inclusiv arbustii si copacii. Pentru a atinge acest lucru poate fi efectuat un control asupra miscari apaei in soluri si posibila relatie intre adancimii apei si echilibrului apei solului. Agent veterinar Inauntrul zonei apropiate turmele sunt inspectate pentru oligoelemente si alte elemente importante in blood silage si lapte. De asemenea inspectarea samatatii unui animal de 12 luni poate fi parte din aceasta sectiune. Hidrologie Toti factorii care influenteaza cursul apei subterane ar trebui mentionat aici, inclusiv sistemele acvifere/ aquitard, zonele falii si defecte ca si orice alte configuratii geologice influentand cursul apei subterane. Existenta barajelor hidraulice si canalelor hidraulice ar trebui discutate. Alte probleme mentionate in aceasta sectiune pot fi niveluri ale apei subterane si permeabilitatea (grosimea conductivitatii hidraulice x).

Glossary

480 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Calitatea apei hidraulice Aceasta parte a studiului analizeaza chimia apei subterane. Apa e este esantionata in mod tipic in bazine si aparate de masurat presiunea. Daca este gasita apa subterana contaminata, ar trebui identificata posibila sursa de contaminare (ex. practici agricole, alte activitati industriale, etc.). Calitatea apei de suprafata Aici sunt prezentate rezultatele de la un program de selectie de baza pentru apa de suprafata. Punctele de selectie trebuie sa fie selectate pentru a asigura o baza pentru ce parte a bazinului de receptie este posibil sa fie afectata prin descarcari de la constructia propusa. In mod tipic, calitatea generala a apei este discutata ca si nivelurile de poluare oragnica, nutrient si nivelurile ramasitelor de metal. Sunt identificate posibilele surse de contaminare. Hidrologia apei de suprafata Pentru a determina capacitatea de asimilare a apelor de acumulare, sunt necesare date legate de cursul tuturor apelor de suprafata influentate in mod potential de proiect. „Este de asemenea cunoasterea caracteristicilor hidrologice a apelor subterane pentru a stabili relatia de alimentare si devarsare intre rauri/fluviu si sistemul de apa subterana.” [25, Lisheen, 1995] Pescarii, popularea cu peste si depunerea icrelor Aprecierea unui stoc de peste in sectiunile reprezentative a principalelor cursuri de apa inauntrul zonei este parte a acestei sectiuni. Aceasta apreciere include analiza tesutului si masuratorile densitatii al speciilor existente. Aditional masurile cum ar fi numararea valorii medii redd (Redds sunt cuiburile care femela adult de somon a construit in pietris, unde isi depoziteaza si acopera icrele. O numarare a redd este numarul a astfel de cuiburi inregistrate in rau la sfarsitul sezonului de imperechere. Numarul de redds este o buna indicatie a sanatatii functionarii somonului) poate fi asigurat pentru fiecare dintre cursurile apei ca si caile de investigare a activitatilor de imperechere in aceste rauri. Flora apei de suprafata si fauna macronevertebratele Plantele selectionate si speciile de macronevertebrate pot fi folosite ca indicatori a calitatii apei. Pentru a investiga aceste cercetari acvaticeecologice si chimia apei, sunt efectuate cercetari. Aceasta parte a studiului trebuie sa enumere flora si fauna macronevertebrata intalnita si implicatiile existentei lor si/sau lipsa de experienta. ANEXA 4 Aceasta Anexa ofera o vedere globala a metodelor de caracterizare folosite pentru sedimente miniere si steriluri, cu toate aceste, nu este o redactare completa al metodelor existente si nu ofera suficienta ghidare pentru cand sa folosim ce metoda. De aceea, trebuie privita ca o redactare a caror metode de caracterizare ar putea fi relevante intr-un caz specific. In plus, trebuie privita ca un punct de inceput pentru lucrari ulterioare pentru a ajunge la o metodologie care poate fi general aplicata si acceptata inauntrul Europei pentru a atinge un nivel relevant de caracterizare al tuturor sedimente miniere si steriluri. Caracterizare a probelor de steriluri si sedimente miniere Este prezent un rezumat de metodologii disponibile pentru caracterizarea geotehnica si geochimica a sterilurilor si sedimentelor miniere, si pentru prevederea calitatii desecarii. Metodologii disponibile pentru caracterizarea probelor de steriluri si sedimente miniere Selectia Pentru a asigura o caracterizare de incredere a mediului al sterilurilor si sedimentelor miniere si proiectare al schemelor remedierii costuriloe efective si ameliorarii, colectare corespunzatoare de probe si proceduri de preparare trebuie sa fie definite. Aceste proceduri vor depinde daca programul are legatura cu urmatoarele:

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 481

• studiu de baza • planificarea viitoarei mine • procesele minei • plan de ameliorare/incheiere Selectia poate implica oricare din urmatoarele: • puncte de proba: Aceasta poate fi fie o singura proba luata aleasa pentru a reprezenta un singur

depozit de reziduri, sau probe aleatorii luate de la variate puncte ale sursei, in mod general inauntrul zonei predeterminate

• probe liniare: Selectie continua peste un interval intr-o linie cum ar fi probele de canal, profilul selectiei suprasolicitate, sau throughout boreholes as discrete, tulburate, netulburate sau probe carota

• probe plate: Acestea sunt probe plate efectuate din multiple sfaramaturi colectate de la o suprafata cu dimensiuni

• probe de marime: Selectia unei mase mari de minereu care va fi selectionat si impartit in fragmente cu probe luate de la aceste fragmente variate

Teoria selectiei si practica este adresata de Pitard (1993), si metodologia selectiei in mod specific aflata in raport cu sterilurile este data in MEND (1989) si Runnels et al. (1997). Ghidurile de selectie si procesele verbale sunt peste scopul acestui raport si nu sunt discutate ulterior. Parametrii geotehnici Un sortiment de teren si teste de laborator sunt necesare pentru caracterizarea sterilurilor si pentru potentialii aditivi pentru a deduce o intelegere al comportamentului geotehnic adecvat. Proprietatile fizice si geotehnice a sterilurilor pot fi derivate de la selectia marimii de la procesul minier pentru predictia si controlul procesului de sedimentare, sau de la probele tulburate/netulburate de la minereul depozitat. Proprietatile vor include marimea granulei, continutul de umiditate, ponderea specifica, caracteristicile de sedimentare, in circuit si densitatea relariva, permeabilitatea, plasticitatea, compresibilitatea, consolidarea, puterea de forfecare, si parametrii de presiune. Variatii in aceste proprietatii sunt toate cunoscute a afecta ambele comportamente geotehnice si geochimice al sterilurilor si impact asupra proiectului, stabilitatea si desecarea colectorului dupa cum este descria in Hartie Verde CLOTADAM (Knight Piésold, ianuarie 2002). Datorita importantei caracteristicilor geotehnice al solurilor in ingineria civila si proiectul barajului, un numar de proceduri standard au fost dezvoltate. Multe din aceste proceduri de masurarea standard, sunt aplicabile la steriluri. Aditional, un numar proceduri de masurarea in afar normelor sunt folosite pentru determinarea parametrilor specifici, steriluri related physical si geotehnice. Masurarea geotehnica a sterilurilor pot fi divizate in patru grupe universale: • teste de proba (unica) individuale • teste geotehnice combinate • teste combinate, si • teste specifice Seria normala al testarilor geotehnicede laborator pentru caracterizarea bazica al sterilurilor este prezentata mai jos.

Method Standards operations procedures Moisture content BS 1377-2, ASTM D2216 Specific gravity (Particle density) BS 1377-2, ASTM D854, Atterberg limits (plastic and liquid limits)

BS 1377-2, ASTM D4318

Soil classification (hydrometer and sieving)

BS 1377

Glossary

482 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Proctor (compaction) test BS 1377-4, ASTM-D698, D1558, D558 Dry density BS 1377-4, ASTM C127-88 Falling head permeability KH Head: Procedure 10.7.2, BS 1377-6, ASTM

D2434, D5084 Oedometer testing BS 1377-7, ASTM D 3999

Table Annex 4.1: Geotechnical characterisation of tailings – basic characterisation Caracterizare completa al sterilurilor implica o varietate de teste. Metode standard de masurarea si ghidare asupra procedurilor disponibile sunt enumerate mai jos. Masurareaa geotehnica Teste geotehnice pentru identificarea parametrilor individuali pentru steriluri includ: • masurareaa indexata • masurareaa de deshidratare • masurareaa permeabilitatii • masurareaa duritatii • masurareaa consolidarii • masurareaa de sedimentare

Method Available standards Index Testing Moisture content BS 1377-2, ASTM D2216 Specific gravity (particle density) BS 1377-2, ASTM D854 Atterberg limits (Plastic and liquid limits) BS 1377-2, ASTM D4318 Grain size distribution BS 1377-2, ASTM D2487, D422 Proctor (compaction) test BS 1377-4, ASTM-D698, D1558, D558 Dry density BS 1377-4, ASTM C127-88 Soil classification BS 1377, Desiccation testing Desiccation test Mahar and O’Neill (1983) Permeability testing Permeameter ASTM D5887 Falling head KH Head: Procedure 10.7.2, BS 1377-6, ASTM

D2434, D5084 Strength testing Unconfined compressive strength BS 1377-7, ASTM D2166 Consolidation testing Triaxial testing BS 1377-5, ASTM D2435 Oedometer testing BS 1377-7, ASTM D 3999 Rowe cell Sheahan and Watters (1996) Settlement testing \ \ Setting velocities

BS 812-103, no ASTM, pipette method

Mudline testing (drained and undrained) Developed – standard procedures in preparation

Table Annex 4.2: Geotechnical characterisation of tailings - single tests Testele Mudline pentru a determina densitatea stabilita de probele sterilurilor asupra sedimentarii, ambele intr-o stare nedrenata si drenata, au fost dezvoltate (Reference Knight Piesold Personal Communication), o procedura standardizata pentru care este perparat inauntrul Proiectului Clotadam. Masurareaa indexata

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 483

Testele index furnizeaza caracterizare geotehnica al sterilurilor geotehnica, si au avantajul de a fi usor de excutare cu o scurta perioada de timp si sunt de aceea relativ ieftine. Proprietatile index pot furniza o clasificare rapida a sterilurilor. Determinarea marinii particulei Sterilurile sunt in mod obisnuit in topul trei al urmatoarelor patru de distrtibuire a grupuri de marime a granulelor: • argila – minereuri mai mici decat 2 µm • slam – minereuri aflate intre 2 µm la 63 µm • nisip – minereuri aflate intre 63 µm si 2 µm, si • minereuri de pietris aflate intre 2 mm si 60 mm. Proceduri de masurarea pentru analizarea marimii granulei in mod tipic include o combinatie de sieves si un hidrometru. Limitele Atterberg (Limita de Plasticitate si Limita de Curgere) Limitelele Atterberg evalueaza plasticitatea materieului si din acest motiv furnizeaza un test fundamental al consistentei sterilurilor. Continutul de apa la care opresc sterilurile pentru a actiona ca un lichid si devine un solid plastic este cunoscut ca si limita de scurgere. Metoda difinitiva este Testul de Penetrare a Con, unde proba este testata pentru o categorie de continuti de umiditati. De la interpretarile obtinute de la penetrata con, un grafic al continutului de apa impotriva penetrarii este masurata, si limita de scurgere este luata ca si continut de umiditate care corespunde penetratiei de con de 20 mm. Cu scaderea continutului de umiditate, limita la care lipsa plasticului se schimba brittle failure este cunoscut limita de plasticitate. Indexul de plasticitate este definit ca si categorie a continutului de umiditate peste care un materie se comporta intr-un stil plastic. In mod general, cu cat este mai fin solul cu atat este mai mare indexul de plasticitate. Masurarea uscarii Teste de uscare a aerului sunt efectuate pe probe de noroi pentru a determina efectul evaporarii atmostferice asupra sterilurilor depozitate urmand reglementarile anterioare si indepartarea apei supranatante. De aceea, testul simuleaza depunerile sub-aerial de steriluri. Supravegherea cotinua este indeplinita din greutatea probei si volumul pentru a defini o relatie intre densitatea uscata, continutul de umiditate, reducerea volumului, evaporarea si gradul de saturatie al materiee reziduale. Testul poate include masurarea duritatii forfecarii, folosind un laborator de morisca de forfecare. Exista o legatura absoluta intre densitatea uscarii si continutul de umiditatepana la un punct de pornire la care gradul de saturatie scade sub 100%. La aceasta faza, face ssa creasca presiune negativa interstitiala si actioneaza pentru consolidare continua a sterilurile. La un punct de saturatie limita, nu s-au petrecut evacuarii ulterioare al materieului cu uscare ulterioara petrecandu-se in pofida uscarii apei de la goluri. In acest moment, se petrece sfaramarea probei si prin urmare sunt in mod tipic calculate densitatile finale uscate si continutul de umiditate prin interpiolare. Testul de uscare aerului standard este intreprinderea folosind un container ed 1 litru fara underdrainage. Pentru majoritatea de probe lipsa de underdrainage nu are nici un efect semnificant asupra ratei de uscare sau densitatea finala a probei. Acolo unde probele de steriluri contin cantitati semnificative de sare in apa, formarea crustei de sare poate impiedica uscarea. Masurareaa permeabilitatii Teste standard sunt disponibile pentru determinarea Coeficientului de Permeabilitate (Conductibilitatea Hidraulica) a materieului. Aceste teste furnizeaza o masura a caracteristicilor drenajului sterilurilor. Masurareaa duritatii Masurareaa duritatii poate furniza date de caracterizare de baza si de asemenea parametrilor proiectati pentru considerarerea in proiectele de incheiere al facilitatilor sterilurilor. Testele consolidate triaxale nedrenate si drenate folosesc probe cilindrice. In mod tipic probele au un aspect al proportiei de 2:1 si

Glossary

484 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

sunt astupate de o membrana de cauciuc atasata de cercuri de cauciuc „O” la un piedestal de baza si o borna de argila la capul tubului. Masuratorile presiunii interstitiale pot fi efectuate in timpul testarii si consolidarii. Masurareaa triaxiala nedrenata a probelor este efectuata in mod tipic la cresteri a presiunii elementului cu mai multe trepte, pentru a determina caracteristicile duritatii forfecarii peste o categorie de presiuni de confinare efective. De la o curbura Mohr-Coulomb, pot fi atunci determinati parametrii geotehnici fundamentali, ex. unghil efectiv de rezistenta (frecare) si coeziunea efectiva. Masurarea consolidarii Testele de consolidare sunt folosite pentru a aprecia comportamentul, caracteristici de drenare si mai ales de decantare a materiei cu privire la schimbarile in incarcare. Rezultatele testelor furnizeaza procent de goluri/raportul presiunilor profilului sondei, coeficientul de consolidare, coeficientul de compresibilitate a volumului si presiunile umflarii rocii. Parametrii de consolidare sunt semnificativi pentru proces, administarea apei si proiectul de inchidere a unui TMF. Consolidarea sterilurilor poate descrisa de doi parametrii. Primul parametru este coeficientul de consolidare (cv) care descrie proportia de exces a dispersiei presiunii interstitiale si prin urmare proportia beneficiului in incarcarea efectiva a sterilurilor. Aceasta masurare a proportiei consolidarii implica faptul ca valori ridicate semnifica consolidare rapida. Al doilea parametru este coeficientul de compresibilitatea a volumului (mv) care este schimbul volumului per unitate de volum per crestere a unitatii in in carcarea efectiva. Coeficientul celor doi coeficientii alaturi de greutatea unitatii materie poate fi folosit ca o evaluare a permeabilitatii. Acesti doi coeficientii pot de asemenea sa fie folositi alaturi de alti parametrii geotehnici pentru a realiza modelele de timp al decantarii si golire folosind programe-control de analiza potrivite. Consolidarea in general este indeplinita intr-un cerc oedometer standard fix la cresteri variabile ale presiunii (presiune efectiva). Fiecare crestere a presiunii este dubla decat anterioara, si intretinuta pentru aproximativ 24 de ore. Masuratori de rutina a decantarii ar trebui inregistrate cu timpul fiecarei faze de incarcare. O data ce decantarea este intrerupta sau devine neinsemnata in timpul incarcarii presiunea de confinare este crescuta pentru faza urmatoare. Caracteristic pentru steriluri confinarea presiunilor se clasifica de la 0.2 kPa la 400 kPa. Pentru probele cu densitatea scazuta cum sunt sterilurile, elementul Rowe sau oedometer in mod special ajustat poate fi folosit pentru masurarea consolidarii. Aceste elemente de test permit amplasarea probei si masurarea la un continut de solide initial aproximand starea sterilurilor anterior consolidarii (determinata de la masurarile decantarii noroiului). Testele de decantare Testele de decantare drenate si nedrenate permit modelarea fazelor sub-aqueous si sub-aerial al depunerii sterilurilor si furnizeaza un indice al realizarii densitatii generale in timpul plasarii. Aceste teste indica nu numai densitatea depunerii, dar de asemenea coeficientul interstitial supernatant release folosit pentru scopuri de modelare a ponderei apei. Test de decantare nedrenata Testul de decantare nedrenata estimeaza densitatea la caresterilurile se decanteaza intr-un mediu nedrenat, sub-aqueous. Testele sunt efectuate pe steriluri innoroite asezat intr-un cilindru de 1 litru gradat. Proportia decantarii si schimbarii volumului sterilurilor ca apei supernatante bleeds suprafetei sunt inregistrate. Densitatea uscata a golurilor determinate este calculata odata ce schimbarea volumului determinat ramane constant. Test de decantare drenat Testul de decantare drenat furnizeaza un indice al densitatii uscate care va fi obtinut de la sterilurile underdraining. Testele sunt efectuate in stil similar cu acela al recuperarii scurgerii descrescatoare. Proportia decantarii si schimbarii volumului sterilurilor este inregistrata cu timpul, dupa cum apa supernatante bleeds suprafetei si se usuca de la baza. Pentru a minimaliza dezvoltarea unghiul vertical deasupra probei. Densitatea uscata al golurilor stabilite este calculata odata ce schimbul volumului stabilit ramane constant. Viteza de decantare

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 485

Vitezele de decantare a particulelor sterilurilor solide fine ( marimea particulelor < 0.074 mm) sunt determinate folosind informatii de la analiza hidrometrica a marimii fragmentelor granulelor. In mod alternativ, pot fi determinate de masurarea o timpului care este necesar pentru reducerea particulei la o distanta de 500mm prin apa distilata. Rezultatele pot fi folosite pentru calcularea pirderilor prin frecare pentru proiectarea conductelor noroaielor reziduale. Pentru a determina detaliilor conductelor de distribuire a sterilurilor, procentul solidelor in produsul total si vitezei de decantare a particulei sunt folosite pentru analiza transportului noroiului. Testul modelarii geotehnice O practica adoptata ocazional pentru modelarea depozitarii sterilurilor implica verificarea secventiala a probei pentru a simula conditiile amenajare a sterilurilor. In special, aceasta poate implica o combinatie o combinatie de decantare de uscare a aerului, teste de consolidare si putere. Testul combinat tinteste sa reflecte faptul ca dezvoltarea sterilurilor depozitate sub-aerially in care orice combinatie de doua din urmatoarele procese de uscare sunt intotdeaina loc: • decantarea • uscarea in aer • consolidarea Metodele de testare sunt rezumate mai sus, desi practica decantarii si consolidarii probelor intr-un dispozitiv combinat de verificare nu sunt standardizate. Verificare specializata Pentru proiectul depozitare a sterilurilor, un set de teste specifice aditionale de proces sunt recunoscute, inclusiv: • verificarea tunelului aerodinamic • verificarea uscarii • verificarea filter leaf • verifivarea gravity thickening In cursul modelarii bazinelor cu steriluri, verificarea centrifuga este de asemenea ocazional efectuata. Astfel de verificare este standardizata pentru soluri in ASTM D-425. Analizele chimice-mineralogice Analizele chimice Analizele chimice includ metode de analiza a sterilurilor si probele sedimente miniere pentru (1) elementele si compusii presenti in minereuri care genereaza si/sau neutralizeaza acidul (2) metale trace, si (3) constituenti de roca intreaga care, in legatura cu analizele raze x de difractie, pot fi folosite pentru a determina sub raport cantitativ compozitia mineralogic Procedurile care trebuie selectate sunt dependente asupra minerologiei al sterilurilor examinate si probelor sedimente miniere. Analizele sulfului si carbonat De importanta speciala sunt acidul care produce specii de sulf si acidul care neutralizeaza specii de carbonat. Acidul care produce specii de sulf include sulfuri asociate cu minereuri de sulfuri de fier (de obicei pirita si pseudomorfa de pirita) si sulfati asociati cu jarosites, alunit si minereuri sulfate eflorescente. Sulfurile trace metal vor contribui la desecarea aciditatii, daca urmarirea oxidarii in prezenta apei si oxigenului, trace metals asociate se precipiteaza ca hidroxizi, oxizi, sau carbonati. Minereurile sunt de interes deoarece pot contribui trace metals la desecare. Jarosites si alunitul trebuie deosebite de nonacidul ca produce minereuri de sulfura cum ar fi ipsosul si anhidrit. Minereurile de calciu si corbonat de magneziu sunt importante in determinarea capacitatii de neutralizarea materieului rezidual, deoarece dizolvarea lor poate neutraliza acidul. Este necesar sa deosebim aceste minereuri de corbonatii de fier si magneziu care, in conditii de oxidare, vor produce nici un fel de sistem de neutralizare.

Glossary

486 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Determinarile sulfului Tehnicile analitice existente, cum ar fi acelea care folosesc furnalul de ardere (ex furnalul LECO) cu cuantificare ulterioara a dioxidului de sulf implicat, sunt capabili de determinare cu exactitate a totalului continutului de sulf al materiai aflata in studiu. Desi, precizand formele diferite in care sulful poate parea in steriluri si sedimente miniere, ex. sulfura de sulf, sulf esential, sulfati etc., si potentialii diferiti pentru producerea acidului, cel mai benefic ar fi o schema analitica pentru a specifica sulful pentru caracterizarea mediului de steriluri sulfidice si sedimente miniere. Alte specii de sulf sunt adesea determinate prin tratarea probei pentru a indeparta o anumita faza a sulfului. O astfel de metoda implica asimilarea probei cu carbonat de sodiu pentru a indeparta minereurile de sulfat. Sulfura de sulf este ca deosebirea dintre sulful total si S(SO4). Aceasta procedura prezinta unele limite depinzand de compozitia mineralogica al sterilurilor examinate si sedimente miniere. Spre exemplu, minereuri cum ar fi auripigment (As2S3) si realgar (AsS) se vor dizolva la un anumit grad in timpul asimilarii, ducand la subestimarea continutului de sulfura, in timp ce jarosites si alunitul pot de asemenea sa nu dizolve in totalitate in asimilare, ducand la o supra estimare al sulfurii de sulf. Determinarile carbonului Tehnicile Standard care folosesc un furnal de ardere pot de asemenea fi folosite pentru determinarea continutului total de carbon (carbon prezent ca si carbonat, carbon organic, si grafit). Speciile de carbon sunt adesea determinate prin tratarea probei pentru a indeparta o anumita o anumita faza a carbonului, si folosind o determinare a totalului de carbon asupra probei originale si tratate pentru a determina schimbul in continutul de carbonat rezultand din extractie. O metoda de determinare a continutului de corbonat, implica incalzirea probei la 550 ºC pentru o ora pentru a antrena carbonul organic ca dioxid de carbon (Lapakko, 2000). Carbonatul de carbon este estimat ca totalul de carbon din reziduu, si tinde sa fie usor mais cazut decat continutul initial de carbonat, datorita unelor pierderi de carbonat in timpul pirolizei. Diferentele temperaturii la care speciile de carbon descompuse pot fi de asemenea folosite pentru a specifica carbonul (Hammack, 1994). Transformarea corbonatilor de metal (ex. siderit, FeCO3, si rodocrozit, MnCO3) descompun, supus CO2, in clasa de 220 ºC la 520 ºC. Calcitul se descompune la peste 550 ºC in timp ce, descompunerea dolomitului se petrece la 800 ºC la 900 ºC. O a doua metoda de determinare a continutului de carbonat este referit ca „Carbon Insolubil in Acid” (Lapakko, 2000). Dupa ce a fost analizata pentru carbon, proba este asimilat fara 20% HCl cald, uscat, si clatit de trei ori cu apa distilata pentru a indeparta clorurile reziduale, care se pot amesteca cu analiza ulteriaora pentru totalul de carbon. Solidul rezidual este analizat pentru totalul de carbon si presupus a fi carbon organic. Continutul de carbonat carbon este diferenta dintre analiza initiala a totalul de carbon si carbonul insolubil. Total major (whole rock), minor and trace metals Tehicile analitice pentru determinarea concentratiilor metale in probele sterilurilor si sedimente miniere pot fi categorisite in mod general ca nedistructiv si distructiv. Tehnicile nedistructive analizeaza proba direct, lasand-o intacta. In contrast, tehnicile distructive dizolva proba si solutia apoasa rezultata este supusa pentru analiza de una din cele cateva metode. Tehnicile nedistructive Tehnicile nedistructive include activarea analizei instrumentale a neutronului (INAA) si spectrometria fluorescenta cu raze X (XRF). Dispersia lungimii undei XRF (WDXRF) este folosita pentru a determina continutul elementelor cu mai putine numere atomice decat sau egal cu 26, in mod gerneral referindu-se ca elemente majore sau constituentii de roca intreaga, desi poate de asemenea fi folosit pentru elementele cu numere atomice ridicate. Dispersia energiei XRF (EDXRF) este folosita pentru determinarea elementelor cu numere atomice mai mari decat 26, avand beneficiu aditional de a fi transportabil pentru folosirea de teren. XRF este cea mai des folosita tehnica nedistructiva. Tehnici distructive Similarea acidului, sinterizarea, si topirea sunt tehnici distructive folosite pentru a dizolva probele, cu solutia rezultanta/reziduu fiind analizate pentru metalele aflate sub studiu de una din cele cateva tehnici. O asimilare a apei tari (acizi clorihidrice si azotic) este in mod obisnuit folosita pentru a ataca sulfurile, ca si oxizii si silicatele, si pentru a determina concentratiile trace metal. O temperatura

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 487

scazuta „aproape totala”, asimilarea presiunii atmosferice folosind a combinatie de acizi fluorihidrice, clorihidrice, azotici si perclorici pot fi de asemenea implicati. Sinterizarae si topirea, cu asimilare ulterioara, pot dizolva o varietate considerabila de minereuri, totusi, sunt in mod general mult mai adecvate pentru determinarea elementelor raocii intregi decat elementele de urmarire. Asimilarea apei tari este folosita pentru a determina maximim de concentratie a elementelor care pot deveni disponibile sub conditii acidice severe. Cele mai obisnuite metode pentru analiza asimilatorilor sunt spectroscopia absorbtiei atomice cu flacara (F-AAS), spectroscopia absorbtiei atomice a furnalului cu grafit (GF-AAS), spectroscopie de emisie gazionizat atomic cu transformator (ICP-MS) (Hall 1995). Primele doua metode analizeaza solutiile pentru un singul element, in timp ce cu metodele ICP solutiile sunt analizate simultan pentru componeti multipli. Analizele mineralogice Examinarea petrografica sau mineralogica a probelor este de obicei condusa de tehnicile difractiecu raza X (XRD) sitransmise si microscopie a luminii reflectate, adesea combinate cu analiza imaginii. Tehnici mult mai specializate inclusiv scanning electron microscopy (SEM) si electron probe microanalysis (EPMA) sunt de asemenea implicate, atunci cand sunt necesare analiza mult mai deteliate a componentilor mineralogici specifici. Astfel de ethnici sunt in mod special folositoare in determinarea compozitiei chimice a oxidarii produselor suflurate cum ar fi crustele, speciile de incluziunile si amorfe (necristaline). Microscopia care transmite lumina foloseste sectiuni subtiri (30 µm) de probe si microscopia care reflecta lumina foloseste probe slefuite instalate. Probele pot fi praparate din probe drill-core, sau de la probele reziduale si reprezentative a materieului tratat, sau de la materie fragmentat cum ar fi alimentare elementului cu umiditate si probe de reziduri. Miscroscopia care transmite lumina este folosita pentru a examina acele minereuri care transmit lumina in sectiunea subtire, si acestea include majoritatea din steril si minereuri nemetalice care pot avea o capacitatea neutralizatoare. Microscopia care reflecta lumina este folosita pentru a examina acele minereuri care nu transmit lumina in sectiunea subtire, dar reflecta lumina la grade variate atunci cand este polizata. Astfel de minereuri include sulfuri de metal care pot oxida pentru a genera acid. Ambele tipuri de microscopie sunt folosite pentru a identifica granule individuale de minereuri pentru a determina marimea granului minereului si distribuirea marimii, si pentru a identifica legaturile spatiale ale granulei minereului. Marinea granulei, distribuirea marinii si ascociatiile granulelor, sunt adesea examinate, cu asistenta tehnicilor de analiza a imaginii combinate cu microscoapele de mai sus. Produsele de reactie a oxidarii sulfurii (crustarea granulelor) sunt usor observate, dupa cum sunt multe alte caracteristici a granulelor minerale (cum ar fi incluziunile) nu usor de vazut de alte tehnici analitice. Aceste capacitati a examinarii microscopice sunt estrem de folositoare in studiile ARD a ambelor steriluri si sedimente miniere. Separarea metalica Concentratia urmei de metal in steriluri si sedimente miniere nu reflecta in mod necesarpotentialul pentru eliberarea in mediu. Faza in care exista urma metalelor determina cat de usor disponibile sunt pentru eliberarea in mediu. Testul de extractii dezvoltat care urmeaza si folosit in primul rand pentru specializarea chimica a metalelor in soluri si sedimente (Tessier et al., 1979), pot furniza informatii folositoare despre felul de raspandire si mobilitatea elementelor graunte. Recent, extractii consecventa au fost aplicate din ce in ce mai mult la steriluri si sedimente miniere pentru a studia partitionarea metalelor (Leinz et al., 1995), ca si capacicatea de retinere a elementelor mobilizate de faza secundara (McGregor et al., 1995; Dold, 2001), dupa cum acesti sunt parametrii caracteristici ai comportamentului global al mediului al a minereului examinat. Ca exemplu, a 7-step sequential extraction pentru steriluri si sedimente miniere raportate de Leinz et al. (2000) este data in tabelul urmator.

Phase Sample/ extraction medium

Conditions Duration

Water-soluble 0.25g sample + 0.25 g silica gel + Shaking/ ambient 2 h

Glossary

488 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

25 ml of de-ionised water temperature Ion-exchangeable

Residue of 1st extraction + 25 ml 1M sodium acetate

Shaking/ ambient temperature

1 h

Carbonate Residue of 2nd extraction + 25 ml 1M sodium acetate buffered with acetic acid, pH: 5.0

Shaking/ ambient temperature

2 h

Fe-MnOxam Residue of 3rd extraction + 25 ml 0.25 M hydroxylamine hydrochloride in 0.25M HCl

Water bath/ 50 ºC 30 min

FeOxcryst Residue of 4th extraction + 25 ml 4 M HCl

Water bath/ 94 ºC 30 min

Sulphide Residue of 5th extraction + 2 g sodium chlorate +10 ml conc. HCl Separation and dilution to 25 ml with deionised water Residue + 25 ml 4N HNO3

Boiling water bath

45 min 40 min

Silicate Digestion of residue with 10 ml of each conc. HNO3, HClO4 and HF + 25 ml 4M HCl

220 ºC 100 ºC

30 min

Table Annex 4.2: Example of a 7-step sequential extraction for tailings and sedimente miniere. Evaluarea acidului baza Proceduri Teste de evaluare a acidului baza static sunt pe termen scurt (de obicei masurate in ore sau zile) si teste cu cheltuieli relativ scazute sunt dezvoltate pentru a furniza o capacitate estimata de steriluri si sedimente miniere pentru a produce acid si capacitatea de neutralizare a acidului. Aceste teste nu au inconsiderarae parametrii cum ar fi disponibilitatea efectiva a minereurilor care produc acidul si neutralizeaza acidul si defirentele intre proportiile respective de dizolvare a minereurilor care produc acid si neutralizeaza acid. Astfel, aceste teste sunt folosite in mod obisnuit ca unealta de clasificare, si aplicarile lor sunt subiect pentru verificare ulteriaora. Cele mai obisnuite proceduri includ: • procedura de Evaluarea a Acidului Baza Sobek (ABA) (Sobek et al., 1978) • procedura de Test Initial Cercetarea BC Inc. (Bruynesteyn si duncan, 1979) • testul Producerea Acid Net (NAP) (Cercetarea Coastech Inc., 1989) • testul Generarea Acid Net (NAG) (Miller et al., 1997) • procedura de modificare Evaluarea Acid Baza (ABA) (Lawrence si Wang, 1997) • procedura Test Potential de Neutralizare Lapakko (Lapakko, 1994)\metoda Corectie a Sideritului

de Peroxid pentru Sobek ABA (Skousen et al., 1997). In ciuda diferentelor procedurale individuale, toate aceste metode implica: • determinarea Potentialului Acid (AP) bazat pe continutul total de sulf sau sulfura-S • determinarae Potentialului de Neutralizare (NP) incluzand:

- reactia probei cu un acid anorganic al masurarii cantitatii - determinarea echivalentei bazei a acidului consumat - conversia cantitatilor masurate la un Potential de Nutralizare in g/kg sai kg/tona sau

tona/1000tone carbonat de calciu (CaCO3). Initial cel mai obisnuit test static folosit era ABA standard (Sobek et al., 1078). Variatii a ABA folosite in mod obisnuit in zilele nostre include ABA modificat (Lawrence si Wang, 1997), test NAG (Miller et al., 1997) si Testul Initial de Cercetare B.C. (bruynesteyn si Duncan, 1979). Dupa cum este descris mai sus, testele statice cuantifica potentialul acidului (AP) folosind fie continutul total de sulf sau sulfura de sulf. Continutul total de sulf (ABA Standard) supraestimeaza AP efectiv al probei care contine minereuri substantiale de sulfat acre produce acid (ex. barit sau ipsos).

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 489

Pe de alta parte, masurarea sulfurii-sulf (ABA modificat), va subestima probele AP efective care contin o cantitate substantiala de acid care produce minereuri de sulf (ex. melenterit sau jarosite). Cunostinte despre mineralogia sterilurilor sulfate si sedimente miniere vor indica daca minereurile de sulf prezente, sau altele, sunt producatoare de acid si permit selectia celei mai potrivite cuantificari AP. totusi in prezent este acceptat faptul ca AP este calculat bazat pe sulfatul de sulf. Metode diferire de test dtatic pot produce diferente considerabile a valorilor potentialei neutralizari (NP) pentru aceeasi proba. Variabile protocolare care pot contribui la aceste diferente includ marimea particului sterilurilor si sedimente miniere (sterilurile sunt in mod tipic functionate „ca acceptate); tipul si cantitatea de acid adaugat (ex. asimilarea pH), temperatura si punctul final pH al „titratie verso”, daca este folosita o titratie verso. Gradul la acre variabilele de protocol vor afecta NP masuart este dependenta de minerolagia probei. Conditiile si minereurile raportate sa dizolve de variate proceduri ABA sunt rezumate in urmatorul tabel. Este notat faptul ca, carbonatele sunt considerate ca cei mai reactivi acizi de neutralizare a mineralelor, pe de alta parte minereurile care includ feldspaturi pagioclaz, feldspat K, mica potasica si cuart sunt minereuri usor dezagregate. Testele Producerea Acid Net (NAP) (Cercatarea Coastech Inc., 1989) si Generarea Acid Net (NAG) (Miller et al., 1997) sunt bazate pe principul ca perhidrolul accelereaza oxidarea minereurilor sulfurii de fier. Prin urmare cidul produs dizolva minereurile neutralizate prezente, si rezultatul net al producerii acidului poate fi masurat in mod direct. Acest test nu necesita determinatii ale sulfului si este, de aceea, mai usor condusa intr-un laborator decat alte teste statice. Bazate pe studii anterioare, folosirea NAP la steriluri cu continut de sulf ridicat decat 10% poate subestima potentialul de aid generat datorat oxidarii imcomplete (Adam et al., 1997).

Procedure Acid Amount of acid added

End pH of acid

addition

Test duration

Test temperature

Minerals dissolved

Sobek Hydrochloric Determined by fizz test

0.8 - 2.5 Until gas evolution ceases (∼3 h)

Elevated (90 °C)

Mineral carbonates Ca-feldspar, pyroxene, olivine (forsterite-fayallite) Some feldspars anorthoclase>orthoclase >albite ferromagnesians – pyroxene hornblende, augite, biotite

BCRI initial Sulphuric To reach pH 3.5

3.5 16 - 24 h Ambient Ca + Mg carbonates. Possibly chlorite, limonite

Modified ABA

Hydro-chloric Determined by fizz test

2.0 - 2.5 24 h Ambient Ca + Mg carbonates Some Fe carbonate, biotite, chlorite, amphibole olivine (forsterite-fayallite)

Lapakko Sulphuric To reach pH 6.0

6.0 Up to 1 week

Ambient Ca + Mg carbonates

Sobek – siderite correction

Procedure as for Sobek, but with peroxide correction for siderite Ca + Mg carbonates, excludes Fe+Mn carbonates. Otherwise as per Sobek.

Table Annex 4.3: Most common procedures for acid base accounting

Sortare ca si criteriu de evaluare Doi parametrii trebuie sa fie evaluati pentru a clasifica materieele in tremeni ai potetialei generari a drenarii acidului. Acestea sunt: • Potentialul de Neutralizare Net (NNP), care este diferenta in valoare intre potentialul de

neutralizare (NP) si Potentialul Acid (AP), exprimat in kg CaCO3/t de materie si • Raportul Potential de Neutralizare (NP), care este raportul valorii NP la valoare AP. Primul este parametrul in mod preferabil folosit pentru caracterizarea sterilurilor si sedimente miniere oprite de la minele de carbune Appalachian, si mai tarziu pentru minele metalifere Vest Canadiene.

Glossary

490 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Materiee cu minereuri de sulfura a caror potential net de neutralizare este negativ sunt potrivite a fi o sursa de desecare a acidului. Sunt posibile exceptii daca continutul de sulfura al materieului este foarte scazut si/sau daca exista dizolvari lente, surse necarbonate a alcalinitatii. Bazate pe valorile NPR, criteria clasificarii Evaluarii Acid-Baza recomandata de Ministerul de Lucru Marea britanie Columbia si de Investitii din Canada sunt date in tabelul urmator (Price et al.,1997). Ghidurile de mai sus definesc „zona gri” pentru NPR clasate intre 1 si 4. Potentialul de acid desecat al materieelor care cade in zona gri este considerat nesigur si cinetic teste trebuie sa fie transmise pentru ale caracteriza ulterior cu privire la potentialul de acid generat. Este notat faptul ca ghidurile Marea Britanie Columbia recomanda capotentialul de neutralizare este determinat bazat pe versiunea extinsa a metodei Sobek (ABA modificat) si potentialul acid este determinat bazandu-se pe contunutul de sulfat de sulf al probelor.

Potential for ARD NPR Comments Likely <1:1 Likely ARD generating Possibly 1:1 – 2:1 Possibly ARD if NP is insufficiently reactive

or is depleted at a faster rate than sulphides Low 2:1 – 4:1 Not potentially ARD generating unless

significant preferential exposure of sulphides or extremely reactive sulphides in combination with insufficiently reactive NP

None >4:1 No further testing is required unless materie is going to be used as a source for alkalinity

Table Annex 4.4: ARD potential related to neutralisation potential ratio (NPR) O propunere alternativa este aceea de a folosi ABA modificat (Lawrence si Wang, 1997) impreuna cu probele di mineralogie ca baza a unui program de selectare de incredere ARD. ABA modificat are u risc scazut al misclassification a probei de reziua examinat in categoria gresita si cuprinde un cost al testului efectiv de selectie. Teste cinetice Testele cinetice sunt efectuate pentru sterilurile sulfurate si sedimente miniere care conform rezultatelor testului sunt caracterizate ca posibili generatori de acid sau sa cada intr-o zona de incertitudine. Testele cinetice pot de asemenea sa fie folosite pentru a determina capacitatea de extragere a metalului din elememtele trace a mediului de interes. Este necesara estimarea gradul de generarea a acidului si calitatea desecarii acsetor materiee, informatie care este considerata cca si critica pentru administrarea sigura a sterilurilor si sedimente miniere in mediu. Cu elementele de umiditatea au fost dezvoltate un numar de laboratoare de teste cinetice, turnuri de distilare si lysimeters (vezi tabelul de mai jod), fiind cele mai folosite trei metode de laborator pentru determinarea cinetica a caracteristicilor probelor drill-core desecate cu acid, sedimente miniere si steriluri. Toate procedurile de test cinetic implica doua faze principale, ex. supunerea probei la extractie prin dizolvare periodica si colectarea de impuritati pentru analiza.

Type Procedure Comments 1 Humidity cells

(ASTM D5744-96) Sample mass: 1 kg Oxidative wet/ dry cycles Test duration: 20 weeks minimum

• standard procedure • determination of acid

generation/neutralisation rates • real conditions may not be

simulated. 2 Column test Operating conditions specific

to examined materie or disposal site Simulation of oxidizing, reducing environment

• flexible, allowing simulation of field conditions

• long duration

3 Lysimeters test Simulation of field conditions

• no standardised practice • long duration

Table Annex 4.5: Laboratory kinetic tests

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 491

Elementul de umiditatea este un test cinetic standard (ASTMĂ D5744-96) recomandat de guvernul British Columbia, Canadaei pentru anticiparea functionarii geotehnice a sterilurilor si sedimente miniere. In mod obisnuit se face referire ca la o procedura de dezagregare accelerata, din moment ce este proiectata pentru a accelera gradul natural de dezagregare a ppobelor potential generatoare de caid si reduce lungimea timpului in care trebuie sa se efectueze testul. Un element 203 mm in inaltime de 102 mmdiametru este specificat pentru trecerea 100% a materieului 6.3 mm (nucleul zdrobit sau sedimente miniere si sterilurile brute) si un element 102 in inaltime de 203 mm diametru este specificat pentru trecerea materieului 150 µm (steriluri fine). Procedura operationala a elementului umiditatii este un ciclu in decursului acruia proba este efectuat pe durata a trei zile de penetrare a aerului uscat, trei zile de penetrare a aerului umed (apa saturata) si o zi de apa de spalare cu un volumul fix de apa, ex. 500ml pentru 1 kg de proba. Masa de proba folosita este de aproximativ 1kg si este recomandata durata minima a unui test de 20 de saptamani. Testul turnului de distilare poate fi intreprinsa pentru a determina comportamentul geotehnic al sedimente miniere si steriluri asezat pe suprafata si expus la dezagregare atmosferica (dispunere sub-aerial) sau asezate sub invelisul subactvatic (dispunere sub-aqueous). Spre deosebire de procedura elementului umiditatii, exista o mica, daca este vreuna, procedura de test a turnului de distilare stanadrdizata, astfel permitand o considerabila flexibilitate. Aceasta flexibilitate permite testului turnului de distilare sa fie bine plasat sau materie specific cu privire la marimea particulei materiei, masa probei si volumul, cicluri uscate/umede, volumul apei de spalare, etc. Turnuri de distilare sub-aerial si sub-aqueous de test sunt in mod tipic de 76, 102 sau 152 mm in diametru si clasat de la aproximativ 1m pana la mai mult de 3m in inaltime. Lysimeters poate de asemenea sa fie folosit pentru a determina valorile generarii/neutralizarii cu acid a sterilurilor sulfidice si sedimente miniere si evalueaza calitatea desecarii. Ca si testul cinetic al turnului de distilare, testul lysimeter permite simularea conditiilor intalnite la fata locului. Lysimeters au in mod obisnuit un diametru mare si inaltime mica comparativ cu turnurile. (ex. 30 sau 70 cm in diametru si inaltime de 30 la mai putin de 100cm) Trebuie notat faptul ca elementul de umiditate de obicei va determina daca o proba este data vaproduce aciditate dar nu va defini cand proba se va transform ain acid, sau calitatea desecarii la fata locului. Pe de lata parte, procedura de test a turnului si/sau lysimeters poate simula conditiile terenului si ca rezultat, poate fi folosit pentru a furniza indici al calitatii desecarii la fata locului, ex. ele pot permite determinarea legaturii scazute si ridicate. Parametrii de monitorizare intr-un test cinetic include masa/volumul extractorilor, pH, conductibilitatea, potentialul de oxidare si reducere (mV), aciditatea/bazicitatea, metalele sulfurate si dizolvate. Prezenta sarurilor solubile Incarcarea cu pasta pH este un test de teren simplu si obisnuit, folosit stabili prezenta sarurilor solubile in acid asupra sterilurilor si sedimente miniere. Majoritatea metodelor folosite un raport de 1:1 a greutatii apei distilate solidelor uscate cu aer, si pH este masurat la amestec. Masa probei si timpul de echilibrare a amestecului apa-solide anterior masurarii pH variaza intre metode. Procedura descrisa de MEND (1990) determina pH-ul unei mixtuei de 10 g proba (-60 angrenare) si cel putin 5ml apa distilata (adaugarea apei este adecvata pentru a saturatie, dar neacoperirea, probei). Testul Concentratia de Acid Prezentata este putin mai complicata dar alimenteaza o aciditatea prezentata estimata mai de graba pH simplu (Lapakko, 2000). Este agitata o mixtura de 20g proba (-2000 angranare) si 50 ml apa deionizata, este inregistrat pH-ul initial, si mixtura este titrata la pH7 cu NaOH. Testul de incarcarea cu pasta pH standard a fost dezvoltat de US EPA, (Metoda 9045C). Testele de extractie a metalelor Proceduri Desi generarea de acid a primit cea mai multa atentie pentru nimele active si/sau abandonate de sulfuri si carbune, metalele extractabile cuprind sursa potentiala de contaminatori in desecarea sterilurilor si sedimente miniere. Numeroase proceduri de extractie au fost dezvoltate in intrega lume adresand variate scenarii de administrare, proprietati de extractie si tipuri de steriluri si sedimente miniere. Au fost dezvoltate teste pentru a explica variabilitatea in raportul extractiei fluidului din materieele solide,

Glossary

492 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

compozitia chimica a fluiului extras, testarea materiilor de monolit si granulare, ca si materiile stabilizate si solidificate. Un rezumat de proceduri de test de extractie folosite in Europa, US si Canada sunt date in tabelul urmator. Metode de testare a extractiei pot fi impartite in 2 categorii generale: • teste de extractie, in care are loc extractia cu un singur volum specificat de fluid de extractie, si • teste dinamice de extractie, in care fuidul de extractie este reinoit pe tot cuprinsul testului. Testele protocolare adesea incorporeaza o reducere a marimii particulei, pentru a creste marimea suprafetei zonei disponibile pentru contact, astfel reducand totalul de timp necesar pentru a atinge o conditie a starii stationare. Exemple de teste de extractie folositepentru scopuri reglementatoare includ: • Procedura de Extractie Caracteristica Toxicitatii US EPA (TCLP, Metoda 1311) • British Columbia Special Waste Extraction Procedure, SWEP (MELP, 1992) • German standard DIN 38414-S4 • French standard AFNOR X 31-210 • Swiss TVA Eluate test • EN 12457/1-4. Cele mai des folosite din ultimele doua decenii sunt TCLP si SWEP, care au fost dezvoltate pentru a simula extractia in terenurile sanitare si care implica o extrctie cu acid acetic. Acest acid, cuprinzand analiza produsului din steriluri organice gasite pe pamanturile municipale, are o capacitate puternica sa dizolve plumbul. Oferind aceasta informatie, in locatiile de depozitare al industiei miniere, co-depozitarea sterilurilor si sedimente miniere cu steriluri organice, nu are loc in mod normal, testarea capacitatii de extractie cu acid acetic, nu este considerata ca practica recomandata pentru caracterizarea sterilurilor si sedimente miniere. Testele de extractie folosind apa deionizata ca mediu de extractie, cum ar fi DIN 38414-S4, SWER modificat etc. cea mai apropiate conditiile administrarii instalastiilor sterilurilor si sedimente miniere. Mult mai recent, si cu aplicarea Directivei Landfill (1999/31/EC), a fost dezvoltat Standardul European EN 12457/1-4, si folosite pentru clasificarea materiei reziduale acceptate pentru depozitarea la Landfills (COM (2002)512 final), de asemenea folosind apa reziduala ca mediu de extractie. Protocolurile dinamice de extractie, este reinoit fluidul de extractie, fie continuu sau intermitent, pentru a continua procesul de extractie. Datorita integritatii fizice a materiei studiat este in mod obisbuit intretinuta in timpul testului, si informatia este generata ca functie a timpului, testele de extractie dinamica furnizeaza informatie despre cineticele contaminatorului mobil. In general, testede de extractie dinamica pot fi categorisite ca: • teste de amestec succesiv, • testele flow-around tests, • flow-through tests, and • soxhlet tests.

Intr-un test bde amestec succesiv, un fragment de proba zdrobita, granulara este amestecata cu extractor si agitat pentru o anumita perioada de timp. La sfarsitul timpului perioadei, extractorul este separat si indepartat, fiind adaugat extractor proaspat, si procesul repetat pana cand numarul de perioade de extractie dorite a fost completat. Concentratiile cu contaminanti masurate in serii de extractori pot furniza informatie cinetica despre impuritatea dizolvarii. Exemplele includ Procedura de Extractie Multipla (US EPA Metoda 1320); Testul de Disponibilitate (NEN 7341)si Testul de Amestec Succesive (NEN 7349) din Olanda. Testele flow-around folosesc fie probe monolitice, sau probe care sunt intr-un anume fel retinute. Proba este amplasata intr-un rezervor de testare, cu spatiu in apropierea probei, si este adaugat

Glossary

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 493

extractorul astfel incat se scurge in apropiere de proba. Extractorul poate fi reinoit continuu si periodic esantionat, sau poate fi inlocuit intermitent. In ambele cazuri, lichidul la solid ratio este exprimat ca proportie a volumului a extractorului la proba suprafetei zonei. Exemple de teste flow-around includ ANSI 16-1 si testul Difuziune Monolitica (NEN 7345) din Olanda. Testele flow-through difera de testele flow-around prin extractorul se scurge prin proba mai degraba decat in apropiere, astfel conditiile simulatoare in depozitarea sterilurilor si wate-rock. Testele flow-through, cum ar fi testele cinetice folosite in testul ARD, sunt in mod obisnuit construite ca turnuri sau lysimeters, si pot fi stabilite pentru a imita conditiile specifice locului. Aceste teste, totusi, pun provocari particulare experimentale, cum ar fi producerea canalizarii, variatiile de cursului cauzate de conductibilitatea hidraulica a deseului, infundarea sistemului prin particule fine, si crestere biologica in sistem. Exemple de teste flow-through includ: • testul Olandez standard al turnului (NEN 7343) • testul turnului ASTM D 4874-95 si • Procedura Meteorica a Mobilitatii Apei Nevada (MWMP), care permite testarea pentru masele

mari si marimile particulelor brute de materie. Clasificarea de mai sus a testelor extractiei este legata direct cu procedurile de functionare folosite, ex. extractive, sau dinamice. Un alt fel de a clasifica testele de extractie se afla in relatie cu tinta de functionare si practica. In acest context, testele pot fi clasificate ca: • Testele de caracterizare, vizand sa investigheze comportamentul extractiv al materiei sub conditii

de expunere variate (testare tipica tin de la cateva zile la saptamani sau chiar o luna) • Teste de maleabilitate, care sunt in general de durata mult mai scurta, de obicei vizand la

comparatie directa cu valorile de prag (durata testului de pana la o zi sau doua), si in final • Testele de verificare la fata locului, vizau la verificarea unei evaluari anterioare a unei incarcari

sau amestec ajungand la o instalatie de prelucrare si/sau aptitudinea de administrare a sterilurilor sau sedimente miniere.

Ultimele doua categorii au fost adoptate in CEN, Organizatia Europeana de Standardizare, ca baza pentru dezvoltarea unui test de extractie standard. Dupa cum a fost notat anterior, Standardul European EN 12457 recent dezvoltata (Van der Sloot et al., 1997, EN 2002) este un test de extractie propus pentru extractia sterilurilor granulare si noroielor cu apa deionizata la un nivel de maleabilitate.

Glossary

494 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

Metodologii pentru caracterizarea sterilurilor si sedimente miniere Caracterizare ambientala a probelor sterilurilor Avand la baza tehicile dezvoltate pentru evaluand comportamentul ambiental al mineritului sterilurilor, dupa cum sunt descrise in Sectiunea 1, a acestei Anexa este o posibila metodologie de caracterizare a sterilurilor si sedimente miniere este aratata in figura urmatoare

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 495

α/α Organisation/

Country Standard Application Leaching medium Maximum

particle sizeLiquid: solid

ratio No of

extractionsTest

duration Extraction tests 1 US EPA Ep Tox Acetic acid 0.04 M, pH:5.0 9.5 16:1 1 24 h 2 TCLP

Classification of wastes in terms of toxicity Acetic acid pH:2.88

or pH: 4.93 9.5 mm 20:1 1 18 h

3 SPLP Assess impact of wastes Synthetic acid rain 9.5 mm 20:1 1 18 4 British Columbia SWEP Acetic acid, 0.5 N,

pH: 5.0 9.5 mm 20:1 1 24 h

5 Special waste regulation

Modified SWEP Deionised water 9.5 mm 20:1 1 1 h

6 Environment Canada*

ELT Granular wastes Deionised water 150 µm 4:1 1 7 days

7 German DIN 38414 S4 Sludges and sediments Deionised water 10 mm 10:1 1 or more 24 h 8 France AFNOR X-31-

210 Granular wastes Deionised water 4 mm 10:1 1 24 h

9 CEN/ TC 292 EN 12457

Granular wastes and sludges

Deionised water 90 % <4 mm 2:1 up to 10:1 1 or 2 24 h

10 Materials characterisation center, 1984

MCC -1P High-level radioactive waste

Deionised water Monoliths Volume/surface area: 10-200 cm

1 Not determined

Table Annex 4.6: Leaching test procedures for wastes (EPA/625/6-89/022, Van der Sloot et al., 1997) * Environment Canada and Alberta Environmental Center (1986)

Annexes

496 July 2004 ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL

(continued) α/α Organisation/

Country Standard Application Leaching medium Max grain

size Liquid: solid ratio No of

extractionsTest duration

Dynamic tests 13 US EPA MEP

Serial batch test Granular wastes α) acetic acid

β) synthetic acid rain 9.5 mm 16:1

20:1 1 ≥9

24 h

14 MWEP Granular wastes/ monoliths Deionised water 9.5 mm or monolith

10:1 4 18 h per extraction

15 NEN 7341 Availability test

Dutch waste management Max leachability

Deionised water at a) pH: 7.0 and b) pH:4.0

125 µm 50:1 2 3 h per extraction

16 NEN 7343 Column test

Mineral wastes - Simulate leaching in the short and medium term (<50 years)

Deionised water with HNO3 at pH:4.0

4 mm 0.1:1 to 10:1 7 21 days

17

The Netherlands

NEN 7345 Tank leaching test for monoliths and stabilised wastes

Deionised water 0.1×0.1 ×0.1 m >40 mm

5:1 8 6h to 64 days

18 NEN 7349 Serial batch test

Long-term leaching behaviour of wastes

Deionised water adjusted with HNO3 at pH:4.0

4 mm 20:1 up to 100:1 5 23 h per extraction

19 Switzerland TVA-eluate test Serial batch test

Granular and monolithic wastes

Deionised water, CO2 atmosphere pH:5-6

Not specified

10:1 2 24 h per extraction

20 Sweden ENA shake test Serial batch test

Mineral wastes-Simulation of initial pore water quality

Deionised water adjusted to pH: 4.0 with H2SO4

20 mm 4:1 4 24 h per extraction

21 UK Waste Research Unit

WRU Waste disposal in inorganic environment or municipal landfill

Deionised water or CH3COOH at pH:5.0

10 mm 1 to 10 pore volumes 5 2 –80 h

22 Nordtest Serial batch

Granular waste materials Deionised water with HNO3 at pH:4.0

90% <4 mm 2:1 up to 50:1 1 or 2 or 3 24 h

23 Nordtest Availability test

Granular waste materials Deionised water at a) pH: 7.0 and b) pH:4.0

125 µm 100:1 2 3 h per extraction

24

The Nordic Countries

Nordtest Column test

Granular waste materials Deionised water with HNO3 at pH:4.0

4 mm 0.1:1 up to 2:1 4-5 20 days

25 ANS 1986 ANS-16.1 Low level/ hazardous wastes

Deionised water Monoliths Volume/surface area: 10 cm

11 2 h to 90 days

Nevada Mining Association

MWMP Deionised water 5 cm 1:1 1 24 h

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004 497

Annexes

498 July 2004

.

Comparison withBC guidelines

Samples collection and preparation

Physical/ geotechnical characterisation Geochemical characterisation

Sulphidic tailings Non sulphidic tailings

Acid Base Accounting tests (Modified ABA)

NP/MAP<1Potentially acid generating

1<NP/MAP<4Zone of uncertainty

NP/MAP>4Non acid generating

No further ARD testing requiredKinetic testing

Metals leachability

Short term extraction test(e.g. TCLP,DIN 38414 S4)

Column test(e.g. NEN 7343 )

Chemical-mineralogical analysis

Figure Annex 4.1: Possible methodology for characterisation of tailings and sedimente miniere Proceduri standarde de functionare Proceduri de activitati standard (SOPs) descriu felul in care sunt efectuate anumite teste si metode. Acestea includ selectia, prepararea probei, etalonari, proceduri de masurare, si orice test care este efectuat repetitive basis. „Standard” inseamna ca specificas felul in care trebuie efectuata operatia cu fiecare ocazie, care poate fi sau nu o procedura dezvoltata de standardele organizatiei. Totusi, cand o astfel de procedura este disponibila, laboratoarele, organizatiile de cercetare, si industriile de minerit sunt sfatuite sa le ia in considerare decand reprezinta peer judgement si poate furniza o baza pentru comparatie a datelor printre laboratoare cu utilizator diferent. In timp ce folosirea SOPs poate furniza o continuitate a experientei masurarii, nici un fel de metodologie nu ar trebui sa fie folosita fara judecata. Aplicabilitatea ar trebui reconsiderata la fiecare folosire. Daca este folosita rar, ar putea fi necesar pentru cercetator si/sau operator sa faca un numar suficient de masuri preliminare pentru a demonstra realizarea controlului static al procesului de masurare cu fiecare ocazie. Proceduri Standard de Functionare (SOPs) pentru caracterizarea probelor sterilurilor sunt enumerate in urmatoarele doua tabeel. Majoritatea acestor proceduri pot fi de asemenea folosite pentru caracterizararea sedimente miniere.

Parameter SOP* Method Particle size distribution BS 1377: Part 2: 1990 Wet/dry sieving method Particle density BS 1377: Part 2: 1990 Gas jar method/pycnometer method Moisture content BS 1377: Part 2: 1990 Oven drying method Dry density/moisture content BS 1377: Part 4: 1990 Compaction method

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

relationship Consolidation column test To be specified Permeability - triaxial cell - falling head

BS 1377: Part 6: 1990 KP (Appendix A.1.1)

Triaxial cell method Falling head method

*An equivalent to British preferably European standard methodology can be followed.

Table Annex 4.7: Standard Operating Procedures

Parameter SOP Comments Acid base accounting Modified ABA

(Appendix B.1.1) Recommended

Soluble salts 1. Paste pH 2. British Columbia Modified

Special Waste Extraction Procedure

Recommended Recommended

Leachability 1. Toxicity characteristic leaching

procedure (TCLP) 2. Synthetic precipitation leaching

procedure (SPLP) 3. Leachability by water 4. Leachability by water 5. Sequential method

USEPA #1311 USEPA #1312 DIN 38414 S4 EN 12457 Needs standardisation

Optional Optional Recommended Optional

Kinetic Testing 1. Humidity cells 2. Column protocol

Modified from Morin and Hutt, 1997and ASTM D5744-96 Developed by GSG

Column or humidity cell testing selectively applied.

Chemical Analysis 1. Flame atomic absorption spectra.(F-

AAS) 2. Graphite-furnace atomic absorption

Spectra.(GF-AAS) 3. Inductively coupled plasma-atomic

emission-spectroscopy (ICP-AES) 4. Inductively coupled plasma-mass

spectroscopy (ICP-MS)

Mineralogy 1. X-ray fluorescence spectrometry

(XRF) 2. X-ray diffraction (XRD) 3. Scanning electron microscopy (SEM) 4. Transmitted light microscopy (TLM)

Table Annex 4.8: Standard Operating Procedures Caracterizarea aditivilor Pentru adiministrarea ambientala sigura a sedimente miniere si sterilurilor in timpul operatiei si dozare, poate fi necesara utilizarea aditivilor pentru a preveni si micsora acidul si formarea desecarii contaminate. Caracterizarae aditivilor va depinde de tipul de obiectivele specifice a aplicarii aditivului. Aditivii pot fi grupati in urnatoarele categorii: • Materii alcaline (ex. carbonat de calciu, oxid de calciu), pentru adaugarea capacitatii de neutralizare

Annexes

500 July 2004

• Materiile pozzolanice (ex. cenusa zburatoare), pentru adaugarae capacitatii de neutralizare , modificarea proprietatilor geotehnice al sterilurilor/rezidurilor folosite si pentru formarea permeabilitatiis cazute a invelisurilor si barierelor

• Argile (ex. bentonit), pentru formarea barierelor si invelisurilor cu permeabilitate scazuta si • Materii organice (ex. noroi biologic), in principal pentru a facilita cursul periadei post inchidere, sau

pentru a spori intretinerea conditiilor anaerobice inauntrul materiei. Unele metode pentru caracterizarea aditivilor sunt oferite in urmatorul tabel:

Parameter Method Alkaline materials

Pozzolanic materials

Clays Organic materials

Moisture BS 1377: 2 1990 √ √ √ √ Grain size analysis

BS 1377: 2 1990 √ √ √ √

Swell index ASTM D 5890 - - √ - Chemical analysis

AAS/ ICP/ Titration/ gravimetric methods

CaO, MgO, Al2O3, CO2, SO3, SiO2, Fe, Mn, LOI

Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, SiO2, SO3, CO2, LOI Trace elements content: Pb, Zn, Cd, As, Mn, Ni, Cr

Organic carbon, nitrogen, phosphorus, LOI, heavy metals content

Free calcium oxide content

EN 451-1 √ √ - -

Mineralogical analysis

XRD/ Optical microscopy

√ √ √ -

Neutralisation potential

Modified ABA √ √ √ -

Cation exchange capacity

Olphen 1977 - - √ √

Metals leachability

TCLP DIN 38414 S4

- √ √ √

Table Annex 4.9: Some methods for the characterisation of additives Dezvoltarea tehnicilor de reconditionare Stabilizare fizica si geochimica Pentru dezvoltarea si evaluarea strategiilor de reconditionare si inchidere pentru administarea instalatiilor sterilurilor sau sedimente miniere, este metoda generala pentru testele cinetice de laborator, similare cu acelea efectuate in timpul programului de caracterizare a mediului, sa fie realizate. Spre exemplu, eficacitatea aditivilor alcalini in prevenirea generariia acidului de la sterilurile sulfidice si sedimente miniere poate fi evaluata cu teste ale elementului de umiditate, turnuri (ROLCOSMOS, 2001), ca si lysimeters (PRAMID, 1996). Pentru dezvoltarea si evaluarea straturilor de baraj cu permeabilitate scazuta, implicand un amestec al sterilurilor sau sedimente miniere cu aditivi selectati, metodologia trebuie sa includa caracterizare geotehnica si geochimica al sistemului potential de acoperire, dupa cum este aratat in urmatoarea figura. Aceasta metodologie, folosita anterior pentru sterilurile sulfidice – cenusa zburatoare/bentonit sisteme acoperite compuse, este bazata pe ghidurile date de agentiile internationale de mediu pentru: • Proiect si evaluare a invelisurilor terenului (U.S EPA/625/4-91/025) • Tratament de stabilizare/solidificare a sterilurilor (U.S EPA 625/6-89/022), si • Predictia si prevenire a desecarii acidice intr-o mina cu sulfura (Mediu Australia, 1997).

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

Selection of mixtures - Criteria usedHydraulic conductivity, k: <10-9m/sec

Neutralisation Potential/ Acid Potential > 1Metals leachability < Effluent Discharge Limits, EDL

Further geotechnical/ geochemical characterisation-Kinetic tests

-Determination of compresive strength-Determination of wet-dry durability

Evaluation and selection of mixtures-Hydraulic conductivity vs. time <10-9 cm/sec

-Drainage quality in compliance with EDL

Preparation of homogeneous mixtures

Environmental characterisation of materials (tailings, additives)

Field scale tests Computer model

Geotechnical characterisation-Proctor test

-Hydraulic conductivity on compacted and aged samples

Geochemical characterisation (compacted and aged samples)

-Static ABA tests-Standard metals leachability tests

Figure Annex 5.1: Environmental characterisation of materials Urmarind caracterizarea fizica a sterilurilor si aditivi, ex. umiditate, analiza marimii granulei, testele geotehnice efectuate cu mixturi de compus tind sa determine parametrii decisivi folositi in dezvoltarea barierelor suprafetei, cum ar fi linia standard de tasare Proctor si conductibilitatea hidraulica. Acolo unde sunt implicati aditivii care expun comportamentul ce depinde de timp cum ar fi bentonit/steriluri sau ciment/mixturi reziduale, sunt necesare proceduri standard pentru maturizarea probei anterior testarii. Astfel de proceduri de test standard sunt in prezent in pregatire (CLOTADAM 2003). Legatura dintre umiditate versus densitatea uscarii (linie compacta) pot fi determinate conform metodei Proctor standar si/sau modificata (BS 1377 partea 4, ASTMĂ D698, D 1557, D558). Influenta coacerii mixtueii sterilurilor/aditivi asupra compactarii intarzie timpul si continutul de umiditate al mixturilor este considerat normal. Masurarile conductibilitatii hidraulice pot fi purtate pe consolidarea probelorla umiditatea optima (OM) si maxumum de densitate uscata si protejate pentru 7 si/sau 28 de zile la o umiditate relativa > 90%, la temperatura camerei. Protejarea probelor este foarte importanta din moment ce permite ca cimentul pozzolanic si carburarae sa actioneze, astfel influentand stabilizarea fizica si gechimica a materiei. Conductibilitatea hidrauluica a probelor legate umede si uscate la OM este de asemenea masurata, pentru a determina conditiile care duc la conductibilitate hidraulica scazuta. Conductivitatea hidraulica poate fi determinata cu (BS 1377 Partea 7) si/sau metoda falling head (BS 1377 Partea 5/6, ASTM D 5084). Pentru a evalua potrivirea geotehnica a diferitelor mixturi testate, masurarile conductibilitatii hidraulice pot, ex. sa fie comparate cu valoare recomandata in legislatia Europeana pentru lineri si

Annexes

502 July 2004

invelisuri cu permeabilitate scazuta, ex. i.e. k≤10-9 m/sec. pentru mixturile complexe supuse cu criteria de mai sus, caracterizare geotehnica ulterioara poate fi conduse, incluzand rezistenta la compresie (ASTM D2166) si teste de durabilitate pentru rezistenta la uscat-umed (ASTM D559) pentru a determina caracteristicile rezistentei si evalua integritatae fizica de durata. US EPA considera ca o materie stabilizata/solidificata cu o rezistenta de 50 psi (345 kPa), are o rezistenta la compresiei satisfacator nelimitata. (U. EPA/625/6-89/022). Acest ghid cu valoare minima a fost sugerat pentru furnizarea unei fundatii rezistente pentru materii amplasate pe ea, incluzand echipament de constructie si materie acoperita. Minimul necesar nelimitat de rezistenta la compresie pentru mixturile steriluri-aditiv ar trebui avaluate on the basis a incarcaturilor proiectate ca la materia va fi expuse. Teste geotehnice Testele geotehnice care por fi efectuate pe mixturi complexe compacte si vechi, si includ: • Metoda ABA modificata pentru a determina potentialul generarii acidului de steriluri sulfidice • Teste standarde a capacitatii de scugere a metalului-metoda DIN 38414 S4. Revegetarea zonelor de depozitare a sterilurilor Pot fi conduse un numar de teste chimice specifice pentru a caracteriza materiile tratate sau netratate ca mediu de dezvoltare pentru cresterea plantelor. O descriere detaliata atsetelor efectuate este data in: „Metode de Analiza a Solurilor. Partea 2: Proprietati Chimice si Mocrobiologice”, Societatae Americana de Agronomie INC, Societatea Americana a Stiintei Solului Inc.,Madison, Wisconsi, US, 1982, editia a 2-a. Analiza chimica Sepaart de determinarae continutului de metale grele descrise anterior, un numar de elemente anorganice, esentiale pentru cresterea plantelor, poate de asemenea fi deternimata in timpul dezvoltarii schemei revegetarii. Ele includ: Determinarea totalului de carbon, carbon organic si anorganic: Totalul de carbon din soluri este suma a ambelor C organic si anorganic. Majoritatea c organic eate prezent in materia organica a fragmentului de sol, care consta in elemente micro-organisme, sedimente de plante si animale la stadii diferite de descompunere, „humusul” solid sintetizat de la sedimente, si compusi puternic carbonizati cum ar mangalul, grafit si carbune. C anorganic este puternic intalnit in minereurile de carbonat. Determinarea P,N si K Prezenta acestor elemente asupra mediului de crestere a plantei este vital. Potentiala lipsa a lor pot fi atenuate prin adaugarea fertilizatorilor potriviti. Tipul sicantitatea fertilizatorilor ar trebui determinata avand in vedere prezenta lor in sol. Proceduri standard pentru determinarea continutului P, N si K in soluri va fi urmata. Potential acidity and pH There are several different methods available for measuring pH, including direct measurement in the saturating paste, measurement in the saturation extract and measurement to dilute extracts (i.e. liquid to solid ratios equal to 1, 2, 5 etc.). The more representative measurement for soil pH (as well as for the electrical Conductivity and for the content of soluble salts) is the saturation paste/extract, since it resembles better the field conditions. However, measurement methods in other than saturating conditions are often applied, since they are easy and provide higher quantity of leachate solution, thereby allowing the execution of additional analyses (e.g. sulphates and heavy metals concentration in the extract). Potential acidity/alkalinity is determined by back titration with base or acid to a predefined end point. EC and soluble salts Similarly to pH measurement, electrical conductivity (EC) can be measured either in the saturation paste or in the saturation and diluted extracts. Soluble salts are determined by measuring their concentration in the extract. The Sodium Adsorption Ratio (SAR) is calculated as follows: SAR = Na/((Ca+Mg)/2)1/2 where Na, Ca and Mg are all expressed as meq/l

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

CEC and ESP Cation Exchange Capacity (CEC) is a measure of the ability of soil to retain cations in an exchangeable form. Most of this exchange capacity originates from the clay and organic matter components of the sample. The capacity to retain cations in an exchangeable form arises from a negative charge on clay minerals and organic matter. This negative charge balance is neutralised by an equivalent number of exchangeable cations. Procedures for determining CEC in non-calcareous or non-gypsiferrous samples and in calcareous and gypsiferrous samples are different. The Exchangeable Sodium Percentage (ESP) is the ratio of the sodium exchangeable cations to the total cations exchanged. ANNEX 5 Current standards for auditing in different parts of the world Independent audits should commence with a review of the design and operation of the facility against the standards as set down by the regulators of the country in question and the undertakings by the mine in their own documentation. In this respect, the standards of various countries are summarised as follows: Australia The Australian guidelines “Guidelines on the Safe Design and Operating Standards for Tailings Storage” and “Guidelines on the Development of an Operating Manual for Tailings Storage” both produced by the Australian department of Minerals and Energy, Western Australia defines standards for routine inspections and operational audits. A complimentary document is “Tailings Dam HIF Audit” that describes the components of an independent audit according to the Austral ian standards. This document can be found at http://notesweb.mpr.wa.gov.au/MODAMS/MDWebAnalysisReps.nsf/ca94b16fd41d002 and the guidelines ISBN 0 7309 7808 7 and ISBN 0 7309 7805 2. Canada The Canadian guidelines “A Guide to the Management of Tailings Facilities” and “Developing an Operation, maintenance and Surveillance manual for Tailings and Water Management” both produced by the Mining Association of Canada suggest that periodic inspections and reviews, audits, independent checks and comprehensive independent reviews need to be carried out as part of the surveillance programme. The documents can be found at www.mining.ca South Africa The primary document controlling a mining companies tailings disposal activities in South Africa is the Department of Mineral and Energy Mandatory Code of Practice for Mine Residue Deposits (MRDs) (available on the website www.dme.gov.za (publications)). This code requires each and every mine to set out in writing its intended standards and procedures for the protection of the health and safety of workers, and for the reduction of the risk of damage to persons and property. Environmental aspects pertaining to the MRD are addressed in each mining companies Environmental Management Programme Report (EMPR), also required in terms of South Africa's Minerals Act (also available at the above web site). Water quality aspects are controlled by the National Water Act, and a series of six Guideline Documents, M1 to M6. The design of MRDs in South Africa is guided by SABS 0286: Code of Practice for Mine Residue Deposits. Sweden Generally all mining companies have programmes for daily, monthly and yearly inspections/audits, but there are no requirements on independent audits.

Annexes

504 July 2004

ANNEX 6

Pro Forma TMF Checklist For Visual Inspections Name/Number of TMF: Inspected by: Designation: Date/Time:

General items Specific criteria Defective? Comments

Yes/No

Condition of roads and ramps Roadways and access Damage and erosion of sides

Trenches Flow efficiency

Drain outlets Flow efficiency

Evidence of spillage

Evidence of seepage

Outer perimeter

Presence of wet areas

Slurry flowrate Slurry behaviour Slurry density

Pond position

Pond depth

Freeboard

Wall freeboard

Clarity of discharge fluid Decant Facility and access Structural integrity of decant

Available capacity Return water storage Return water pumps

Deposition position Tailings Delivery system Condition of pipes and valves

Damage to instruments Monitoring

Read according to programme

Gates and fencing

General condition Signage in place and legible

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

Pro Forma TMF Checklist for Annual Review Name/Number of TMF Date/Time: Audit by: Designation: Company: Signature:

General items Specific criteria Defective? Yes/No

Comments

Perimeter roads Roadways and access Access ramps

Vegetation growth

Erosion of sides

Flow efficiency

Animal damage

Effluent and storm water trenches

External wet spots

Flow efficiency

Breakages

Drain outlets

Animal life

Evidence of spillage

Evidence of seepage

Presence of wet areas

Outer perimeter

Vegetation growth

Quality of wall construction

Evidence of cracking

Slope geometry

Deposition tonnage

Slurry density

Rate of rise

Available capacity

Pond depth and position

Outer wall and basin

Freeboard

Annexes

506 July 2004

General item Specific criteria Defective?

Yes/No Comments

Adequacy of catwalk/access

Structural integrity of decant

Pond wall position/integrity

Decant facility and access

Pond control

Operation and control

Condition of pipes and valves

Tailings delivery system

System effectiveness

Obvious damage

Abnormal trends

Read according to program

Monitoring instruments

Interpretation of results (eg stability analyses)

Storage level

Degree of siltation

Condition of wall

Spillway condition

Decant facility

Return water storage facility

Pumps, valves and pipes

Monitor against program

Fertiliser applications

Rehab. work

Performance of vegetation

Clarity of decant water

Water chemistry testing

Water quality

General condition

Security requirements

Signage in place and legible

Gates and fencing

Gates

Routine logs completed

Monitoring carried out

General

Emergency preparedness 6 ICOLD (1996). "Tailings dam and environment", ICOLD, Paris, issn 0534-8293. 7 ICOLD (1996). "Monitoring of tailings dams", ICOLD, Paris, issn 0534-8293. 8 ICOLD (1996). "A guide to tailings dams and impoundments, design, construction, use and

rehabilitation", ICOLD, Paris, 92-807-1590-7. 9 ICOLD (2001). "Tailings dams, risk of dangerous occurences", ICOLD, Paris, issn 0534-

8293. 11 EPA, A. (1995). "Tailings containment", Best practice environmental management in mining.

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

12 K. Adam, E. M. (2001). "Closure plan of a pyrite concentrate stockpile at Stratoni mines , Greece", TVX Hella/Echmes.

13 Vick, S. G. (2001). "Stability aspects of long-term closure for sulfide tailings". 14 Höglund, L. O. (2001). "EU - Towards a new mines directive - Main priorities", Ireland. 18 Mining Association of Canada, C. (1998). "A guide to the management of tailings facilities". 19 K+S (2002). "Potash Industry contribution to MTWR-BREF", K+S. 20 Eriksson, N. (2002). "Acid Rock Drainage (ARD)". 21 Ritcey, G. M. (1989). "Tailings management, problems and solutions in the mining industry",

Process Metallurgy 6, Elsevier, 0-444-87374-0. 22 Aughinish (2001). "Residue storage area extensions scheme, environmental impact statement,

chapter 4", Aughinish alumina refinery, IPC permit application. 23 Tara, M. L. (1999). "IPC application, attachment No. 22, reclamation and closure plan -

preliminary cost estimate (Golder Associates)", Irish EPA. 24 British Columbia CN guide, H. (1992). "Technical guide for the environmental management

of cyanide in mining". 25 Lisheen, M. L. L. (1995). "Environmental impact statement", Irish EPA. 26 Mudder, B. (2000). "A global perspective of cyanide",

http://www.mineralresourcesforum.org/initiatives/cyanide/docs/mudder.pdf. 27 Derham, J. (2002). "Analysis of red mud", personal communication. 29 Barytes, A., P. Huxtable (2002). "Barytes BAT note". 30 Weber, Z. (2001). "World mining data", 3-901074-14-7. 31 Ritcey (1989). "Tailings management ,same as tm 21". 32 Derham, H. (2002). "Detailed red mud analysis", Irish EPA, personal communication. 33 Eurallumina, I., Alfredo Teodosi (2002). "BREF questionnaire reply, Bauxite", 5.4.2002. 34 EAA, E. N. (2002). "European Alumina plants production in 2001", EAA, personal

communication. 35 EIPPCB (2001). "Reference Document on Best Available Techniques in the Non Ferrous

Metals Industries". 36 USGS (2002). "Metal Statistics and Information", US Geological Survey,

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/. 37 Mineralgallery (2002). "Minerals information", http://mineral.galleries.com. 38 Weber, L. (2002). "Information on manganese", personal communication. 39 IMA (2002). "3.x Feldspar (if recovered by flotation)_1", IMA, 29.3.2002.

Annexes

508 July 2004

40 IMA (2002). "Kaolin chapter draft 1", 19.03.2002. 41 Stokes, M. (2002). "Presentation on Lisheen TMF", Anglo, Lisheen, personal

communication. 42 IMA (2002). "Limestone contribution", IMA, 15.4.2002. 43 Sogerem, E. (2002). "Fluorspar contribution", Euromines, 17.4.2002. 44 Italy (2002). "Questionnaire response from Nuova Mineraria Silius Italy, Fluorspar and Lead

Sulphide", ENEA - C.R. CASACCIA, 5.4.2002. 45 Euromines (2002). "Framework for mining waste management", Euromines, 22.4.2002. 48 Bennett, E., Jans (IMA-EUROPE) (2002). "Good environmental practice in the European

extractive industry: A reference guide". 49 Iron group, E. (2002). "Contribution iron ore, Swedish mining industry (LKAB)", Euromines. 50 Au group, E. (2002). "Contribution gold, Swedish mining industry (Boliden)", Euromines. 51 Iron group, E. (2002). "LKAB water data", Euromines, personal communication. 52 Wolfram group, E. (2002). "Industry contribution wolfram", Euromines, 2.5.2002. 53 Vick, S. G. (1990). "Planning, design, and analysis of tailings dam", BiTech, 0-921095-12-0. 54 IGME (2002). "Base metals contribution (Asturiana de Zinc)", Instituto Geologico y Minero

de Espana, 10.4.2002. 55 Iron group, E. (2002). "Contribution iron ore, Austrian mining industry (Erzberg)", 3.7.2002. 56 Au group, E. (2002). "Contribution gold, Turkish mining industry (Ovacik)", Euromines,

26.3.2002. 57 IGME (2002). "Contribution gold, Spanish mining industry 1 (Filon Sur)", Instituto Geológico

y Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 58 IGME (2002). "Contribution gold, Spanish mining industry 2 (Rio Narcea)", Instituto

Geológico y Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 59 Himmi, M. (2002). "Contribution gold, Finnish mining industry (Orivesi)", Outokumpu Oy,

11.2.2002. 61 IGME (2002). "Base metals industry contribution (Almagrera)", Instituto Geológico y Minero

de Espana (IGME), 10.2.2002. 62 Himmi, M. (2002). "Base metals industry contribution (Outokumpu, Pyhäsalmi and Hitura

site)", Outokumpu Oy, 11.2.2002. 63 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Aitik)", Boliden/Euromines,

17.4.2002. 64 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Garpenberg)",

Boliden/Euromines, Spring 2002.

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

65 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Boliden)", Boliden/Euromines, spring 2002.

66 Base metals group, E. (2002). "Base metals industry contribution (Zinkgruvan)", Rio

Tinto/Euromines, 10.4.2002. 67 IGME (2002). "Base metals industry contribution (Cobre Las Cruces)", Instituto Geológico y

Minero de Espana (IGME), 10.2.2002. 68 Eriksson, A. (2000). "The tailings pond failure at the Aznalcollar mine, Spain" Sixth

International Symposium in Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production, 30 May – June 2, Calgary, Alberta, Canada.

69 Nguyen, K. H., P. (2002). "JK Frothcam, flotation plant control with JKFrothcam", TK Tech,

pdf file from http://www.jktech.com.au/products/hardware/slideshows/FrothCam.pdf. 70 EAA, E. A. A. (2002). "Annual report 2001", EAA. 71 Himmi, M. O. (2002). "BREF contribution, chrome section", Outokumpu Oy, 11.2.2002. 73 Ivernia West, I. (2002). "Operations, Lisheen", http://www.ivernia.com/operate/lisheen.htm. 74 Outokumpu (2002). "Tara mine", Outokumpu Oy,

http://www.outokumpu.com/mining/wwwmining.nsf/StartFrame?Openform. 75 Minorco Lisheen/Ivernia West, S., Robertson and Kirsten (1995). "Planning study tailings

management facility, technical report", Irish EPA. 76 Irish EPA, L. (2001). "Waste comparison report 2000-2001 and other reports", Irish EPA. 77 Robinsky, E. I. (2000). "Sustainable development in disposal of tailings" Tailings and mine

waste '00, Fort Collins, Colorado. 78 Ron Tenny, E., Inc., and Jack Adams, Applied Biosciences Corp. (2001). “Ferric salts reduce

arsenic in mine effluent by combining chemical and biological treatment", Environmental Science & Engineering, January 2001.

79 DSK (2002). "BREF contribution", DSK, 15.4.2002. 80 DSK, S. (2002). "Flotation tailings from hard coal production", DSK, personal

communication. 81 MSHA (2002). "What is in coal tailings?", MSHA,

http://www.msha.gov/impoundments/chemicals-imp.HTM. 82 Iron group, L. (2002). "LKAB tailings analysis", LKAB/Euromines, personal communication. 83 Kribek, H. (2002). "Czech Republic BREF contribution coal", University Ostrava and Czech

Geological survey, 12.4.2002. 84 IGME (2002). "Gestión de residuos de la mineria del carbón", Instituto Geológico y Minero

de Espana (IGME), 18.7.2002. 85 EPA, U. (2002). "Mid-atlantic acidification treatment techniques", US EPA,

http://www.epa.gov/region03/acidification/treatment.htm. 89 Teodosi, A. (2002). "BREF allumina addendum", 05.07.2002.

Annexes

510 July 2004

90 Peppas, G., Christou (2002). "BREF questionnaire reply, bauxite", Euroomines, ? of April

2002. 91 Foldessy (2002). "BREF questionnaire reply, Hungary", University of Miskolc Hungary,

3.5.2002. 92 EBA, E. B. A. (2002). "BREF contribution", Industrial Minerals Association (IMA),

22.4.2002. 93 Atlas Copco, C. a. m. (2002). "Underground mining", Atlas Copco,

http://sg01.atlascopco.com/SGSite/Default.asp?cookie%5Ftest=1. 94 Life, M. (2002). "Miner's toolbox, mine backfill engineering",

http://www.mininglife.com/Miner/backfill.htm. 95 Elander, L., Hakansson (1998). "MiMi - Prevention and control of pollution from mining

waste products", Mistra programme MiMi. 97 Environment Australia, E. (2002). "Best practice principles for minesite water management

plan", EA, http://www.ea.gov.au/industry/sustainable/mining/booklets/water/water4.html. 98 Eriksson, N. (2002). "Cost estimate", Euromines. 99 Devuyst, E. A. (2002). "Cost for INCO process", INCO, personal communication. 100 Eriksson, N. (2002). "Closure of mining waste facilities", Euromines. 101 Tara mines, G. (1999). "TMF reclamation plan, IPC license application", Irish EPA. 104 Young, e. a. (1995). "Cyanide remediation: current and past technologies" 10th annual

conference on hazardous waste research, Kansas State University, Manhattan, Kansas, USA. 106 Logsdon, H., Mudder (1999). "The management of cyanide in gold extraction", ICME, 1-

895720-27-3. 107 EuLA, E. L. A. (2002). "Fallbeispiel Flandersbach quarry", EuLA, European Lime

Association. 108 EuLA (2002). "Planung, Betrieb und Überwachung eines Absetzbeckens im Kalkwerk

Münchehof der Felswerke, Goslar", EuLA, European Lime Association, 12.09.2002. 109 Devuyst (2002). "CN destruct/recycle 1", INCO, personal communication. 110 IGME (2002). "Gestión de residuos de las explotaciones de minerales no metálicos", Instituto

Geológico y Minero de Espana (IGME), July 2002. 111 DSK (2002). "World hard coal production", based on www.kohlenstatistik.de, personal

communication. 112 Commission, E. (2002). "Report from the Commission to the Council concerning Mercury

from the Chlor-alkali Industry", European Commission, COM(2002)489. 113 S.A., K. P. M. (2002). "BREF contribution", KGHM Polska Miedz S.A., 9.-13.12.2002. 116 Nilsson, Å. (2001). "Safe dam constructions" Safe tailings dam construction, Gällivare,

Sweden.

Annexes

ST/EIPPCB/MTWR_BREF_FINAL July 2004

117 Forestry, F. M. o. A. a. (1997). "Dam Safety Code of Practice", Finnish Ministry of

Agriculture and Forestry, 951-53-1335-X. 118 Zinkgruvan (2003). "Chapter 4 contribution", Rio Tinto/Euromines, 26.3.2003. 119 Benkert, A. (2003). "Dam safety - Independent Audits", Euromines, 26.3.2003. 120 Sawyer, R. (2002). "Information on mine tailings", KMC, personal communication. 122 Eriksson, N. (2003). "Subaqueous tailings disposal", Euromines. 123 PRB action team, U. (2003). "PRB installation profiles, Nickel Rim Mine Site, Sudbury,

Ontario, Canada", Remediation Technologies Development Forum (RTDF) , PRB action team, http://www.rtdf.org/public/permbarr/prbsumms/profile.cfm?mid=41.

124 US FRTR, U. F. R. T. R. (2003). "Constructed wetlands", Federal Remediation Technology

Roundtable (FRTR), http://www.frtr.gov/matrix2/section4/4-43.html. 125 Grigg, C. (2003). "Kernick mica dam", IMA, 8.4.2003. 126 Eriksson, N. (2003). "Design of long-term stable tailings dams", Euromines. 127 Benkert, A. (2002). "Tailings dam constructions" Gällivare tailings dam seminar, Gällivare,

Sweden. 129 Finland, F. M. o. A. a. F. (1997). "Dam Safety Code of Practice", Finnish Ministry of

Agriculture and Forestry, 951-53-1335-X. 130 N.C.B., U. N. C. B., Technical Handbook (1970). "Spoil heaps and lagoons", UK National

Coal Board. 131 IMA (2003). "IMA's proposal for chapter 4 (final)", IMA Europe, 26.3.2003. 135 Wettig, J. (2003). "Actions by the European Commission concerning emergency preparedness

in the mining industry" "APELL for Mining" Workshop, Geneva, Switzerland. 136 Carlssons, E. (2002). "Sulphide-rich tailings remediated by soil cover", Luleå Technical

University, diss 2002:44. 137 Lindvall, M., Lindahl, L.-A., Eriksson, N. (1997). "The reclamation project at the Saxberget

mine, Sweden", Prepared for The Fourth Intern. Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, B.C., 1997.

138 Verburg, R. B. (2002). “Paste technology for disposal of acid-generating tailings", Mining

Environment, July 2002, pp. 5. 139 Eurostat (2003). “Yearbook 2003". 140 Collin, M. (1987). "Mathematical modelling of water and oxygen transport in layered soil

covers for deposits of pyritic mine tailings", Dept. of Chemical Engineering, Royal Institute of Technology, Stockholm.

141 Panasqueira, M. d. (2003). "Wolfram, Minas de Panasqueira".

Annexes

512 July 2004

142 Borges, A. (2003). "Questionário sobre as MTD para a gestão de estéreis e rejeitados das actividades mineiras", Ministério do Ambiente e do Ordenamento do Territorio, Instituto dos Resíduos.

143 Siirama, L. (2003). "Siilinjärvi Phosphate Operation".